《基於無線網路的應急搜救關鍵技術研究》是依託華中科技大學，由董燕擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於無線網路的應急搜救關鍵技術研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：董燕
- 依託單位：華中科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對當前缺乏快速回響的應急通信系統以及災後快速信息獲取和搜救的迫切需求，本項目面對應急搜救初期缺乏基礎設施、網路環境差、終端設備能量受限等新的挑戰，通過研究面向compressed sensing的網路路由生成樹構造和面向無中心自組織網路的局部gossip信息分發機制，實現可靠、高效、節能的應急搜救信息傳輸。主要內容包括：（1）自組織網路技術，解決網路連通性和節能問題。（2）無中心網路中基於gossip的信息分散式存儲技術，實現信息的可靠、冗餘存儲。（3）基於compressed sensing理論的信息壓縮傳輸技術和跨層協定設計，解決網路連線不可靠條件下的可靠高效傳輸問題。（4）網路定位技術。本項目從實際套用中抽象出科學問題，在新的套用條件下開展探索和研究，富有挑戰性和前瞻性，具有極其重要的理論意義和套用價值。預期在理論方法上有所創新和突破，為應急救援科學決策提供及時準確的搜救信息。
結題摘要
為了提高應急通信的快速回響能力，本項目提出在災後搜救初期，利用殘存移動終端以及救援人員攜帶的少量無線通信設備或感測器等，建立應急自組織網路，為倖存者提供相互通信的能力, 及時準確地蒐集災情和受困人員狀態信息。災後應急搜救的無線通信網路，面臨基礎通信設施缺乏、網路環境傳輸質量差、終端設備功率和能量受限等惡劣條件和約束，如何克服網路生存期與節點能耗之間的固有矛盾，快速組網、可靠地保存信息、高效地傳輸信息，如何有效利用少量的救援設備最佳化網路，準確定位節點等，是本項目所面臨的新的技術挑戰。華中科技大學董燕副教授領導的課題組，在國家自然科學基金項目“基於無線網路的應急搜救關鍵技術研究（編號：60933012）”的資助下，開展了深入的研究工作，取得如下主要成果： 針對應急救援自組織網路的組網和動態頻譜接入需求，通過對頻譜範圍從20MHz到3GHz，中國廣東省的四個城市和地區的信道進行測量，研究了信道占用特性，每個無線業務的信道利用情況以及頻譜和空間的相關性等。得到了最佳可信度頻譜檢測算法、機會頻譜共享建模等創新性成果，並進一步展開協作多址接入、路由研究，研究成果得到廣泛引用。 研究並設計了具有RIP性質和結構化特徵的稀疏觀測矩陣，通過理論證明和仿真檢驗了二值稀疏、多值稀疏和準循環稀疏觀測矩陣的性能，首次對壓縮採樣重構算法進行了FPGA實現，達到單片重建速率40Mbps，並將該成果套用到高效信息傳輸理論和系統研究，取得重要突破，得到推廣套用。 針對無需測距定位中廣泛存在的跳數-距離模糊問題，提出了一種新的網路測度歸一化鄰近距離(RND)，分析了RND在有限和無限節點密度條件下的統計特徵，提出基於RND的定位算法DV-RND；針對一般無線傳播模型下的最優鄰居定義問題，提出了動態自適應鄰居選擇算法，在格線部署、隨機均勻部署、非均勻部署和含有網路覆蓋空洞的場景中驗證了DV-RND的優勢。 構建並實現了自組織網路實驗平台，開展了上述研究中基於機率拓撲控制的組網、路由、定位方法、故障恢復等的驗證。 已發表（收錄）論文85篇，其中SCI收錄30篇，EI收錄50篇，單篇論文被引用次數最高達到125次，被引用次數超過20次的有5篇，申請國家發明專利23項。培養IEEE Fellow獲得者1人，博士7名，碩士20名。 該項目已全面完成研究計畫，研究工作取得重要進展。
