孙勇 Yong Sun

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网络可靠性:三平面建模与工程验证

从控制、数据、管理三个平面建立异构网络可靠性的系统化理论:控制平面解决“切换是否可靠”, 数据平面回答“覆盖与传输是否可靠”,管理平面保障“运行与运维是否可靠”。 理论工具与工程方案在 6G 异构网络、智慧工厂、国防装备与电力重大工程中完成验证。

01 / Overview

科学问题与研究路径

Question

网络可靠性如何系统化建模与保障

异构网络的可靠性并非单点指标:切换判决、传输覆盖与运维保障分别位于控制、数据、管理三个平面,且相互耦合。既有研究多以单链路仿真或单一平面分析为限,缺乏系统级、可解析的统一刻画。

本研究以“三平面统一建模”为主线,把网络可靠性的关键机理抽象为可解析的模型,再将模型结论还原为可部署的工程参数与运维方案。

Method

研究路径:建模 — 解析 — 验证 — 落地

  • 建模:随机几何与点过程、时变时滞系统反馈控制、数据驱动的预测与风险评估。
  • 解析:推导覆盖概率、中断概率、切换时延与切换失败概率的闭式或半闭式表达。
  • 验证:系统级仿真与现场实验结合,在真实工程环境中校验模型结论。
  • 落地:形成部署参数设计指南、运维监测方案与软件平台。

02 / Three Planes

三个平面,三组可靠性问题

每个平面都对应一个明确的科学问题、一套建模方法与一个可验证的落点。

控制平面 网络控制可靠性
时变时滞 · 切换判决

面向 6G“切换零失败”的柔性移动切换

针对时变时滞异构网络的平滑切换难题,基于时变时滞系统反馈控制理论,利用预链接策略减少切换时延与切换失败概率;进一步提出以用户为中心的柔性移动切换策略,使切换过程对业务透明。

支撑:国家自然科学基金 61101106 · 北京市自然科学基金 L242079

落点 智慧工厂边缘智能网络 · 边缘协同的智能与轻量计算场景

数据平面 网络传输可靠性
随机几何 · 系统级解析

IRS 辅助异构网络的随机几何统一分析框架

既有 IRS 辅助网络性能分析多依赖单链路仿真,缺乏系统级解析。本研究把 IRS 波束赋形增益、随机散射干扰与小区关联策略纳入统一随机几何框架,建立系统级性能分析模型,揭示 IRS 部署密度、相位调控、关联偏置与覆盖 / 中断概率之间的定量关系。

IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2025, 74(12): 18885–18899(第一作者)

落点 中兴、中国移动、国家电网实际无线部署场景 · 6G IRS 规模化部署的参数设计指南

管理平面 网络运维保障可靠性
智能预测 · 风险评估

面向装备与电网通信的智能运维保障

围绕数据监测、智能分析、预测与评测处理需求构建数学模型,提出实时、可靠、智能的监测技术方案;针对高海拔、高日照、高辐射、高寒等极端环境下的光缆与设备运维难题,形成数据分析、预测与风险评估方法。

支撑:国家级 B 类纵向 A01B17C01-202601D2 · 国网科技项目

落点 某型号装备智能化监测控制 · 藏中联网等国家重大工程

03 / Publications

代表性论文

以第一作者或通讯作者发表 SCI 论文 3 篇,另有合作论文多篇;代表作发表于 IEEE Transactions on Vehicular Technology。

第一作者 2025 · IEEE TVT
SCI · EI · IF 7.5

Performance Analysis of Intelligent Reflecting Surface-Assisted Heterogeneous Networks

IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2025, 74(12): 18885–18899

填补 IRS 辅助异构网络系统级性能分析的空白:统一刻画波束赋形增益、随机散射干扰与小区关联,给出覆盖与中断概率的定量结论,形成性能评估、参数优化与部署设计一体化的理论工具。

第一作者 2021 · WCMC
SCI · EI

Soft Mobility: Transparent Handover with Zero Handover Failure in User-Centric Networks

Wireless Communications and Mobile Computing, 2021

提出以用户为中心的“柔性移动性”机制,通过预链接与切换过程对业务透明化,实现零切换失败,是 6G 异构网络切换可靠性方向的核心理论成果之一。

通讯作者 2022 · Sensors
SCI · EI

Sparse Sliding-Window Kernel Recursive Least-Squares Channel Prediction for Fast Time-Varying MIMO Systems

Sensors, 2022, 22(16)

面向快速时变 MIMO 系统的信道预测方法,为高移动性场景下的传输可靠性提供支撑。

题目 刊物 / 会议 时间 检索 位次
Performance Analysis of Intelligent Reflecting Surface-Assisted Heterogeneous Networks IEEE Transactions on Vehicular Technology74(12): 18885–18899 2025.12 SCI · EI 1/6
Soft Mobility: Transparent Handover with Zero Handover Failure in User-Centric Networks Wireless Communications and Mobile Computing2021 2021.07 SCI · EI 1/4
Sparse Sliding-Window Kernel Recursive Least-Squares Channel Prediction for Fast Time-Varying MIMO Systems Sensors22(16) 2022.08 SCI · EI 通讯 4*/4
Jamming Strategy Optimization through Dual Q-Learning Model against Adaptive Radar Sensors22(1) 2022.01 SCI · EI 4/4
Modeling the Splice Loss of Single-Mode Optical Fibers Affected by Altitude IEEE Access7: 99283–99289 2019 SCI · EI 4/5

04 / Projects

科研项目

主持科研项目 20 余项:国家级纵向 2 项、省部级 1 项、企业合作 20 余项,累计到账经费 800 余万元。下表为主要项目。

项目名称 来源 / 编号 起止 经费 位次
时变时滞异构网络中切换理论与控制方法研究 国家自然科学基金(青年)61101106 2012.01–2014.12 27 万元 1/12
某型装备重要部件数据监测、智能化分析与评测处理国家级 B 类纵向 国家部委其他科技项目A01B17C01-202601D2 2026.06–2027.11 28 万元 1/1
6G 非周期不规则结构智能反射面关键技术研究北京市自然科学基金 北京市自然科学基金L242079 2024.10–2027.09 30 万元 1/3
基于新一代超融合通信网管的应用研究 国网西藏电力科技项目S2022131 2022.09–2023.09 181.9 万元 1/4
超高海拔超高压长链式电网输变电关键技术研究与设备研制 国网总部科技计划项目A2017202 2017.01–2018.12 95 万元总经费 1195 万元 3/10
乌鲁木齐地区老化及极端环境光缆性能监测服务与开发 国网新疆电力科技项目 2021.09–2023.09 30 万元 主持
电力信息通信网络流量预测和管道智能化关键技术研究及其应用 国网江苏电力科技项目 2014.07–2015.07 70 万元 主持
电网一体化通信技术研究及应用 国网四川省电力公司 2012.10–2014.10 75 万元 主持
基于软交换架构的统一通信关键技术外委研究 中国电力科学研究院 2014.03–2015.03 15 万元 主持

05 / Applications

工程应用

理论研究在真实工程环境中检验:重大工程现场、装备型号与运营商网络。

Power Grid

国网藏中联网工程

藏中联网工程总投资 162 亿元,是继青藏联网、川藏联网之后世界海拔最高、海拔跨度最大、自然条件最复杂的输变电工程。

为验证电力通信特种光缆在高海拔、高日照、高辐射、高寒环境下的熔接与运行可靠性,带队深入工程现场开展实验,解决施工中的技术难题;提出数据分析、预测及风险评估方案并给出防护建议,保障通信系统按时完工、按期投产。

Equipment

装备可靠性运维监测

主持国家级 B 类纵向项目,围绕某型装备重要部件的数据监测与智能化分析需求,构建数学模型与软件平台,并设计定制监测装置,解决远程运维监测难题。

与中船 702 所、704 所、某军种基地、中海油、哈工程等单位保持产学研合作;参与某船重要部件应力数据监测软件设计,以及某海上平台、风电平台监测软件开发,相关平台已应用于南海风场监测。

Wireless

无线网络部署与柔性切换

IRS 辅助异构网络的系统级分析结论形成部署参数设计指南,应用于中兴、中国移动、国家电网的实际无线部署场景;以用户为中心的柔性切换方案落地智慧工厂边缘智能网络。

Timing

电信级自主授时平台

参与北京实验室《面向柔性架构、节能可靠的先进信息网络研究》项目“高精度授时”子课题,开发面向电信级自主授时服务的可视化软件平台,实现授时装置的自动配置、自我管理与可视化呈现。

06 / Intellectual Property

专利、软件著作权与标准

授权专利 18 项(发明 12 项、实用新型 6 项),软件著作权 4 项,参与制定行业标准 1 项。下表为代表性成果。

专利名称 授权号 授权时间 位次
一种使用智能算法识别异常流量的网络安全防护方法 ZL202511147272.9 2026.01 1/13
一种超融合架构下网络资源分配及调度方法 ZL202311525561.9 2024.02 1/9
一种测定 OPGW 光缆寿命的方法 ZL201910190181.1 2024.02 4/25
一种 OPGW 光缆耐风吹舞动性能的测试方法 ZL201910190587.X 2024.01 4/15
一种多维电力通信网流量预测方法及系统 ZL201810101494.0 2023.09 5/9
Software Copyright

软件著作权(均为排名 1)

  • 超融合统一网管平台软件 · 2024SR0300045
  • 西藏电力超融合网管平台 · 2024SR0472361
  • 信通学科大模型应用平台软件 · 2025SR2366340
  • “邮题”专业知识库检索增强出题软件 · 2026SR0601589
Standard

技术标准

  • 出口移动通信设备运输包装检验规程
    SN/T 4398-2015 · 行业标准 · 2016-07-01 颁布 · 国家质量监督检验检疫总局 · 排名 2/10

学术服务:担任 IEEE ICC、GLOBECOM、ICCC、ICACT、ICML 等国际会议审稿人,多次受邀担任分会场主席。