物联网感知网络的大容量高能效无线传输理论研究

The sensing network of IoT consists of multiple heterogeneous networks and huge sensor nodes, so the IoT has the strong ability to provide wireless sensing based smart services. The frequency spectrum and energy of IoT are limited, so the capacity and energy efficiency are the bottleneck of IoT. This project is going to investigate signal processing and wireless transport method to realize high capacity and energy efficiency for sensing network of IoT. The project includes three subtasks. First we investigate the multi-dimensional model in variables of time, space, power, topology, and interference for sensing network of IoT, and explore the capacity and energy efficient bounds based on the developed model. Secondly, we explore the wireless transport scheme, which joints the compressive sensing and network coding, for sensing network of IoT to improve the capacity and energy efficiency. Finally, based on the compressive sensing signal properties and the similarities between compressive sensing projections and network coding, we are going to explore novel network coding and reconstruction algorithms. The proposed project is going to decrease the energy consumption, and improve the capacity massively, so as to realize high capacity and green communications for IoT.

物联网感知网络由多个异构无线网络构成，包含大量的感知节点，因此具有丰富的无线感知服务能力；但由于频谱和能量受限，因此网络容量满足不了实际需求、能量消耗大。物联网感知网络的容量和能效是物联网的难题和发展瓶颈，急需解决和突破！据此本项目有机融合压缩感知和网络编码方法，形成物联网感知网络信息表示、处理、无线传输理论和方法，实现大容量、高能效、高可靠性的物联网感知网络。拟研究：1.建立以时间、空间、功率、拓扑结构、干扰等为维度的物联网感知网络多维度联合压缩感知信息模型，分析容量和能效解析解或界；2.设计有机融合压缩感知和网络编码的物联网感知网络无线传输方法，从信号压缩和无线路由等方面改进容量和能效；3. 依据物联网感知网络信号的压缩感知表示特性、压缩感知投影与网络编码的内在联系，设计网络编码和重建与解码方案。本项目预期大幅度地降低感知网络的能耗和提高网络容量，实现物联网感知网络的大容量绿色通信。

物联网感知网络由多个异构无线网络构成，包含大量的感知节点，因此具有丰富的无线感知服务能力；但由于频谱和能量受限，因此网络容量满足不了实际需求、能量消耗大。物联网感知网络的容量和能效是物联网的难题和发展瓶颈，急需解决和突破！物联网将是一个基于多种接入方式和网络的异构协同网络，需要研究感知网络的无线传输技术,达成提高用户业务体验、高能效、高性能的目标。据此本项目重点从下述4个方面进行了面向物联网的大容量高能效无线传输技术研究：（a）基于中继协同的无线传输方法；（b）基于网络编码的无线传输方法；（c）基于认知中继协同的无线传输方法；（d）基于非正交多址的无线传输方法。在上述4方面提出了多个新方案、新算法和性能解析分析方法，大幅度地提高了网络容量和能效。受本项目资助发表论文42篇以上，其中含IEEE论文7篇，SCI检索论文29篇；获得或申请发明专利22件；获得国j家技术发明二等奖1项（排名4）、江苏省科学技术一等奖1项（排名5）；培养博士研究生2名、博士后1名、硕士研究生18名。本项目所设计的新型方案大幅度地降低感知网络的能耗和提高网络容量，实现物联网感知网络的大容量绿色通信。