《長距離WMSN的礦井多媒體救災通信系統基礎理論研究》是依託中國礦業大學，由丁恩傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：長距離WMSN的礦井多媒體救災通信系統基礎理論研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：丁恩傑
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
煤礦災難嚴重威脅人的生命，並且也給煤礦帶來毀滅性的破壞，發生災難的煤礦井下電力及通信系統部分受損或完全癱瘓，我們利用無線感測器網路建立有效的礦井多媒體救災通信系統來協助災難的救助。由於井下空間橫截面較小但距離較長，且攜帶鏡頭的節點經常是移動的，針對該情況我們將致力於以下內容的研究：抗密集多徑並且適於長距離傳輸的V-MIMO傳輸模型的建立；複雜度較低的協同圖像壓縮編碼技術以及高複雜度、可靠性好的解碼技術；信源節點移動並且適於信息傳輸的快速組網協定模型及控制任務轉移算法。通過對該系統的研究和建立，可以有效減少礦難人員傷亡及相關損失。
結題摘要
煤礦災難嚴重威脅礦工的生命安全，並且給煤礦帶來毀滅性破壞，發生災難的煤礦井下電力及通信系統部分受損或完全癱瘓，項目利用無線多媒體感測器網路(WMSN)建立有效的礦井多媒體救災通信系統來協助災難的救助。在基於WMSN構建的長距離井下救災監控系統中，使用UWB信號進行信息傳輸能夠滿足井下抗多徑、防爆以及高定位精度的要求，因此，本基金項目首先研究了井下不同物理環境對UWB信號傳播的影響，並據此提出了3類簡化並可擴充的井下信道模型；通過相應的參數設定對所提出信道模型的多徑傳播和時延擴展特性進行了仿真驗證。然後，項目針對煤礦井下暗光環境易產生眩光特性和人眼視覺特性，引入JND模型，在儘量不增加編碼複雜度的情況下提取ROI感興趣區，提出一種基於HVS&ROI的分散式視頻編碼方案，實驗結果表明所提出的方案在不改變圖像主觀質量的條件下能有效地減少壓縮所用比特數，獲得較好的壓縮性能，適用於計算能力、記憶體容量、耗電量都受限的WMSN。項目繼續研究了多媒體感測器節點的快速組網關鍵技術，根據源節點和目標節點的數量，提出了相應的路由最佳化算法，仿真結果表明所提出的算法在節點剩餘能量、源節點與目標節點匹配數量和能量消耗等方面均具有能量有效性和耗能平均性，能夠延長煤礦井下WMSN的生存期，避免井下“信息孤島”的過早出現。最後，項目研究了井下WMSN協作通信即虛擬MIMO系統，實驗結果表明所提出的協作通信即虛擬MIMO系統模型能夠在感測器節點能量消耗的“公平性”和“系統效率性”之間取得有效的折衷，在進一步減小多媒體感測器節點能耗的同時，能夠確保節點的數據傳輸速率，提高了整個網路的數據傳輸能力。
