创新赋能数字经济新质生产力 重庆邮电大学教授王小洁

随着数字经济的快速发展，算力作为数字经济发展的重要支撑，已成为数字经济的核心生产力。我国于2022年2月正式启动的“东数西算”工程，正是构建全国一体化算力网，应对新一轮科技革命和产业变革的战略举措，是推动我国东西部区域协调发展、推进数据要素流通的关键一步。当下，推动数据中心布局建设、扩大算力设施规模、提高算力使用效率是“东数西算”工程的关键一环，也是对各个算力节点提出的科技考验。然而，由于“东数西算”工程的关键技术——信息通信技术的快速增长带来了对电力的巨大需求，其产业耗电预计在2030年占据全球电力的20％，其碳排放量将高达全球碳排放总量的5.5％。此举，对我国的碳达峰、碳中和战略目标提出了重大挑战。如何通过网络架构革新和高效运维，从而降低信息通信技术产业能耗成为各个算力节点和科学家们亟待破解的难题。

成渝是“东数西算”的重要枢纽和我国西部地区重要的算力节点，在推进“东数西算”工程中起到了重要的角色和作用。重庆邮电大学教授王小洁聚焦泛在边缘网络资源优化与协同机理这一科学问题面向服务成渝算力节点开展科学研究。因其开创性研究成果，王小洁教授入选科睿唯安全球高被引科学家（2023年至今）、2021年第六届“中国科协青年人才托举工程”（全国400人），2024年首届“新重庆青年创新人才”，斯坦福全球前2％顶尖科学家榜单（2020年至今）等。2024年获中国通信学会科学技术奖自然科学类二等奖（排1），2022年获中国产学研合作创新成果一等奖（排3）。

创新科研突破边缘网络资源优化新挑战

“‘东数西算’是我国的一项国家级算力资源跨域调配战略工程。”面对如此重要的工程，作为领域内的科学家王小洁倍感责任重大。国之所需，科研所向。面对如何降低信息通信技术产业能耗的难题，王小洁以强烈的国家责任感，勇担科技之责，进行了不懈地探索。她在研究中发现：在移动边缘网络中，由于资源有限且分布广泛，如何实现资源的联合优化配置和管理成为亟待解决的难题。尽管不同种类的网络资源管理方案为移动边缘网络资源优化提供了解决思路，但是现有的相关研究主要侧重于单服务提供者存在的场景，并采用集中式资源调度策略，即网络资源调度决策在网络后端（如远端云），而资源调度方案在网络边缘侧执行。

发现问题是科研的起点和关键。凭着敏锐的观察力和判断力，王小洁便将前期研究目标锁定为基于“东数西算”的“云（枢纽）＋管道＋边缘”综合服务平台提供“末梢”服务支持，并满足特定边缘计算场景的应用需求（如终端应用的超低时延和超低能耗）。基于此研究，王小洁又发现了新的问题：在上述情况下，传统的移动边缘网络资源管理方案不再适用。这是因为一方面，调度决策在网络后端加剧时延和能耗；另一方面，由于服务提供者的个性需求和自主性，集中式调度不适合多服务提供者并存的场景。据此，王小洁果断判定需要设计高效的泛在边缘网络资源调度方案，通过聚合网络边缘的闲置资源，并在边缘侧进行调度决策和方案执行来满足终端用户的服务需求。但是由于网络边缘侧的连接方式和资源多样化、边缘设备的私有性等网络特性导致相关研究极具挑战。

“也许科研注定就是要面对无数个难题。我们能做的是直面问题，破解难题才是科学研究的根本。”面对难题，王小洁语气坚定而坚韧，毅然决然地担起了科研重任。面向科研难点，王小洁开展了基于智简协同的泛在边缘网络资源优化技术研究。围绕泛在边缘网络资源优化与协同机理这一科学问题，聚焦于多服务器能量与多终端数据传输时间优化配置、多服务提供者多终端计算任务卸载优化调度、多服务提供者多服务器资源优化部署三个关键问题。基于网络资源管理、移动边缘计算和人工智能的相关研究基础，从基于无线携能的分布式传输、基于移动区块链的终端任务分布式卸载、基于差分服务的服务端资源智能部署、基于边端协同的分布式网络资源调度四个方面开展研究，建立基于智简协同的泛在边缘网络资源优化技术与方法体系。针对典型的泛在边缘计算场景，结合无线通信与人工智能技术，利用边缘设备和终端搭建泛在边缘网络原型实验平台，验证关键使能技术。

志存高远推动成果落地挑战科研新高度

在王小洁看来，突破难点只是科研成功的起点，终点是推动成果落地，使科研成果在我国建设中产生新质生产力。以论文促进成果传播、以主持项目转化成果应用成为王小洁推动发展新质生产力的重要途径。近5年，王小洁作为第一或通信作者共发表高水平论文近50篇，包括：CCFA类期刊论文12篇，中科院一区论文近30篇，ESI0.1％热点论文4篇，ESI1％高被引论文24篇，21篇论文入选IEEE期刊Top50Popular论文，发表的论文包括：IEEEJSAC、IEEETMC、IEEEETPDS、IEEECOMST、IEEETWC、IEEET－ITS和中国科学等。以第一作者发表在IEEETII的论文获得“2018年中国百篇最具影响国际学术论文”，获IEEECCCI、Chinacom、CECNet等会议最佳论文奖。2019至今谷歌学术引用近7000次，h因子为42，获授权专利近20项。作为项目负责人，王小洁还主持了国家自然科学基金面上基金和青年基金、国防类项目、工信部项目、新重庆青年创新人才项目等。此外，王小洁还以著书立说的方式推动了成果传播，她编著了《移动物联网资源管理与网络优化》和《移动物联网智能通信与计算》两本学术专著。

“当前，通信感知一体化（ISAC）与可重构智能超表面（RIS）已成为5.5G和6G的先导技术之一，其有效性已经在车联网和智能工厂等场景得到了验证。”一贯勇于挑战、不断探索、敢于创新的王小洁总是能够透视科研的未知领域，她表示：“在我国‘完善数字应急体系，提升整体智治能力’的政策背景下，因应急场景具有时空不确定性、场景环境复杂、任务突发且缺乏先验知识等特性，从而导致应急网络具有场景看不全、关联理不顺、决策做不准的重大挑战。这主要是源于一方面，应急网络信道环境模拟困难，现有信道模型不支持自发自收的信道建模，应急环境下难以对感知目标进行有效识别；另一方面，终端进行通感时算力严重受限，无人机（UAV）具有高灵活性且在应急场景（如在矿井隧道和高空建筑）中扮演重要角色，但由于其表面积受限导致反射信号能量较小，进而需要高复杂度算法辅助获取精确位置。”鉴于此，王小洁将依托于通感一体化、无人机与智能反射面协同技术以及智能资源管理的最新理论进展，开展RIS辅助无人机的应急网络“能—感—通”一体化架构及关键技术研究。

“知是行之始，行是知之成”。相信，驰骋在科技发展的最前沿，王小洁定会以女性独有的坚韧和睿智，在科技创新的路上攻坚克难，不断取得创新成果，为科技强国绽放巾帼青年科学家风采。（文／王超）

责任编辑：张润邦