面向物联网的多网络多终端协同架构和控制机制研究

The network layer is the key layer of Internet of Things(IoT).The network layer of IoT will be integrated network of multiple radio networks and infrastruture networks, so it is neccessary to coordinate multiple networks and multiple terminals to provide high quality applications and services for users with high resource efficiency and low cost.This project plans to investigate on the coordination architecture and control mechanism of IoT network layer based on multi-network coordination,including coordination model, coordination architecture, and coordination control technologies, and also the coordination architecture and control mechanism of multi-terminal coordination for terminals in IoT network, including multi-terminal coordination model, terminal coordination networking mechanism, and terminal coordination technologies. The innovative results will be created, more than 20 high level papers will be published, and more than 10 patents will be applied, and more than 30 doctor degree and master degree diplomas will be educated.

网络层是物联网的核心层。物联网网络层将是包含多种无线通信技术和基础通信网络的融合网络，需要通过多网络和多终端协同以高资源使用效率和低成本方式为用户提供高质量的各类业务和应用,因此多网络协同和多终端协同是物联网网络层的关键问题。据此,本课题研究内容为：（1）物联网网络层的多网络协同架构和控制机制：提出物联网网络层协同模型、多网络协同架构、多网络协同控制机制和关键技术；（2）物联网中多网络协同下的多终端协同架构和控制机制：提出多终端协同架构、多终端近距离组网机制、多终端协同关键技术。 课题将在上述研究内容上做出创新性研究成果，发表高水平论文20篇以上，申请发明专利10项以上，并向国际和国内标准化组织提交标准化提案，培养30名以上博士和硕士研究生。

受本基金(61271237)支持共发表论文25 篇，其中SCI检索论文13 篇，EI检索论文24 篇；申请发明专利32 项；获得国家技术发明二等奖1项，省部级科技奖励3 项；培养博士后6 名，博士生12 名，硕士生33 名。项目执行期间对面向物联网的多网络多终端协同架构和控制机制进行了系统深入的研究。.在面向多网络多终端协同的网络架构方面提出了多个新的方法。（1）针对多个异构网络并存环境，提出了多个异构网络协同控制架构和多业务协同架构。所提出的架构实现了不同能力网络和终端的开放与协同。（2）提出了多网络协同架构下的多终端多网络控制平台关键技术，支持终端在异构网内进行垂直切换、支持媒体流与终端的适配、支持终端间切换、支持多流并发场景下的高效传输控制等。（3）提出了“智慧服务商店（SSS）”物联网应用和服务模型和架构。. 在多网络环境下的终端聚合与重构技术方面提出了下述新方法。 （1）设计了多网络多终端环境下的多流并发传输控制方法，实现了多流并发的高效传输。（2）设计了具有网络选择与连接管理的异构网络与终端融合方法，提出业务流对多连接有效使用的架构体系。（3）设计了异构多网络互通架构和多网络环境下的多终端聚合协议框架，设计了业务层和终端侧接口。（4）研究了泛在多网络环境下基于环境上下文感知的终端聚合技术，提出了虚拟终端的架构、环境上下文的定义与表示方法，提出了上下文感知系统的架构模型。. 在跨网络跨层的异构网络融合与协同技术方面创新工作如下。（1）提出了物联网系统中基于距离和业务特征相结合的频谱接入方法。（2）提出了机会频谱接入系统中MAC层的帧结构优化方法。（3）提出了基于马尔科夫过程的异构网络性能优化方法。（4）提出了多网络环境中基于垂直切换率的无线资源分配算法。该算法根据用户的移动特点、位置信息、业务类型以及网络负荷，为用户选择最好的网络。