《多姿態下無線體域網高能效技術與可靠性研究》是依託吉林大學，由胡封曄擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多姿態下無線體域網高能效技術與可靠性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：胡封曄
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
生命特徵的感測是人類面臨且急需解決的重大挑戰之一，無線體域網（WBAN）是實現生命感測新的重要手段，其顯著特徵是網路的能量有限性和高動態性，因此該網路必須具有高能效和高可靠性。然而目前未見切實有效的高動態自組網方法，缺乏有效的WBAN節能控制與可靠性理論和方法。本項目針對上述問題，提出多姿態下WBAN網路有效且快速的動態自組網與狀態無縫切換方法，重點研究不同姿態下WBAN高能效函式的設計問題，建立多姿態下WBAN網路數據傳輸的可靠性方法和準則。.其創新性工作有：1、運用能效函式，建立單姿態和多姿態下WBAN高能效函式的設計方法及準則。2、針對不同姿態下WBAN網路結構的高動態性，提出有效且快速的動態組網與狀態無縫切換方法。3、構建了多姿態下支持動態資源調度的可靠底層MAC傳輸協定。成果將形成我國獨立智慧財產權的WBAN能效和可靠性算法，為WBAN的研究與套用奠定新的理論方法和工具支撐。
結題摘要
生命特徵的感測是人類面臨且急需解決的重大挑戰之一，無線體域網（WBAN，Wireless Body Area Networks）是實現生命感測新的重要手段，其顯著特徵是網路的能量有限性和高動態性，因此該網路必須具有高能效和高可靠性。然而目前未見切實有效的高動態自組網方法，缺乏有效的 WBAN節能控制與可靠性理論和方法。本項目針對WBAN的能量有限性和高動態性問題，從無線體域網路物理層，傳輸層，MAC層以及網路套用層四個方面展開研究。首先，在無線體域網物理層方面，提出了一種基於凸最佳化的感測器節點選擇算法，推導出以感測器矩陣稀疏性和旁瓣電平為最佳化目標的最佳化函式；針對一種信號群的聯合稀疏模型(JSM-2)，提出了重構算法-多重子空間追蹤算法(MSP)。其次，在無線體域網傳輸層方面，提出了基於約束馬爾可夫決策過程的無線體域網平衡生存期和公平性策略；並且提出改進的傳輸功率控制和分散式調度方案，達到了節省能量和均衡網路生存期和公平性的目的；提出了一種基於功率控制的體域網間干擾緩解算法，提高了多個體域網系統總的吞吐量。然後，在無線體域網MAC層方面，提出基於人體姿態的高能效介質訪問控制協定，將步行姿態轉換為幾個靜態姿勢，設計了一種基於姿態的生命周期最大化方法(PA-DPLM)。最後，在無線體域網網路套用層方面，提出了無線體域網網路系統節點數據傳輸衝突判斷與處理方法；構建了基於WBAN新的分散式大數據處理架構，使WBAN數據及其相關信息的分析得以實現。科研成果發表論文21篇，其中SCI收錄9篇、EI收錄10篇，獲得發明專利1項，培養研究生15人，其中9人已畢業並獲得碩士學位、在讀6人。研究成果形成了我國獨立智慧財產權的WBAN能效和可靠性算法，為體域網的研究與套用奠定了新的理論方法和工具支撐。
