臨地空間信息柵格網理論與關鍵技術

《臨地空間信息柵格網理論與關鍵技術》是依託西安電子科技大學，由高新波擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：臨地空間信息柵格網理論與關鍵技術
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：高新波
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

臨地空間信息柵格網是一個立體化、多層次的Ad Hoc網路，具有長工作時間、快速機動、連續偵察監視和按需組網等優勢，可廣泛套用于軍事偵察、通信中繼和反恐抗災等領域。本項目針對該網路的特點，探索立體化Ad Hoc組網與協同傳輸的理論方法及關鍵技術，通過網路最佳化和變形，旨在以最小的代價構建滿足任務需求的最最佳化網路，從而實現信息的高效可靠傳輸。主要研究內容有：（1）立體化Ad hoc按需組網，包括：網路建模、組網的多目標最佳化；（2）信息的協同傳輸，包括：智慧型路由、網路編碼和物理層編碼協同；（3）基於反饋的網路動態最佳化，包括：網路性能反饋和動態最佳化變形。本項目從實際套用中抽象出科學問題，涉及到網路資訊理論的基礎，需要從新的角度、基於新的條件和套用進行研究，富有前瞻性和挑戰性，具有極其重要的理論意義和套用價值。本課題預期在理論上有所突破，技術上有所創新，為臨地空間信息柵格網路的構建奠定理論和技術基礎

結題摘要

臨地空間信息柵格網是一個立體化、多層次Ad Hoc網路，具有長工作時間、低時延、快速機動、連續監視和按需組網等優勢，可廣泛套用於通信中繼、對地觀測、軍事偵察和反恐抗災等領域。然而由於臨地空間信息柵格網路所具有的機動性、時變性、強異構性以及立體化的網路體系結構，使其在組網最佳化和信息傳輸方面具有許多有別於傳統網路的挑戰性問題。目前臨地空間信息和通信系統的研究才剛剛起步，還只涉及單個平台的通信中繼和通信支援，尚未涉及節點平台之間的互聯互通和協作通信。未來的發展趨勢將朝著臨地空間平台的網路部署，以及臨地空間網路與地面或與衛星網路互聯互通構造功能更為強大的信息柵格網方向發展，這將具有更為重要戰略意義。 在國家自然科學基金重點項目（No.60832005）的資助下，課題組針對臨地空間信息柵格網理論與關鍵技術開展了系統深入的研究。提出了按需組網與動態最佳化的框架和方法，並針對網路特性，研究了適應性的智慧型路由協定和協同傳輸技術，形成臨地空間信息柵格網的理論和技術基礎。主要取得如下研究成果： 1.在按需組網和動態最佳化方面，研究了臨地空間的環境特性及高空平台通信技術，建立了一種面向臨地空間通信的基於單次反射的圓柱體信道模型；對網路拓撲和任務需求建模，提出了臨地空間平台網路節點的按需組網及動態最佳化部署算法；針對臨地空間網路異構無縫接入控制機制，提出移動接入管理和基於多用戶博弈的接入資源動態分配及最佳化算法。 2.在路由與協同傳輸方面，針對臨地空間信息柵格網路的特點，理論分析了多種網路條件下的連通性、覆蓋性、容量和時延等基本網路性能標度率；設計了多種融合移動監測和網路編碼的智慧型路由協定；針對網路異構性和強幹擾的特點，提出了多個保證業務服務質量的傳輸調度協定和基於分散式空時編碼等技術的協同傳輸方法。 3.建立了臨地空間信息柵格網路仿真平台，實現了臨地空間平台部署的信道建模、拓撲生成、動態最佳化以及路由傳輸等技術的2D/3D動態模擬，為今後工作中理論研究的技術仿真和驗證奠定了基礎。 項目實施過程中，課題組在IEEE Trans等國際期刊和本領域重要國際會議上發表論文180篇，其中SCI收錄71篇；申請國家發明專利授權69項、授權36項；培養博士12名，碩士28名；獲省部級科學技術獎一等獎2項、二等獎1項。舉辦和參加多個重要國際會議，開展深入的學術交流與合作。