复杂物理环境下基于无线传感网的信息协同感知和优化传输

本申请项目结合安徽产煤大省井下复杂物理环境中物联网应用的迫切需求，针对井下等复杂物理环境以及不可及场所的无线数据采集感知和传输问题，研究建立复杂物理环境下的信号描述及信号传播模型；利用无线传感器网络节点的灵活性及协同感知策略，研究探索复杂物理环境下的信息感知和传输方法，运用协同通信技术及虚拟MIMO技术，并结合优化理论、数学分析方法及通信的实际特点，对系统总能量开销函数进行最小化优化处理，提出一种适合复杂物理环境的协同感知和能量高效率的优化传输方法；并利用我们已有的研究基础和研究方法，针对复杂物理环境的信道特性进行进一步改进，实现联合接收检测，达到复杂物理应用环境下不同性能要求的优化和平衡，提高传输效率和传输质量，为实际应用提供有意义的参考方法和手段。

本项目结合安徽产煤大省井下复杂物理环境中物联网应用的迫切需求，针对井下等复杂物理环境以及不可及场所的无线数据采集感知和传输问题，研究分析了复杂物理环境下的信号描述及信号传播模型；研究设计了基于无线传感网的感知和传输系统总体框架。利用无线传感器网络节点的灵活性及协同感知策略，研究了复杂物理环境下的信息感知和传输方法，运用协同通信技术及虚拟MIMO技术，并结合优化理论、数学分析方法及通信的实际特点，提出了适合复杂物理环境的协同感知和能量高效率的优化传输方法，提出了一种基于OSTBC的高效虚拟MIMO协作传输策略和一种能量有效的自适应协作MIMO 传输方案；并针对复杂物理环境的信道特性进行进一步改进，针对复杂环境下的协同感知和传输，研究了相关感知、路由和定位方法，提出了几种改进算法。为对传感网的接收数据进行有效存储和调用，研究提出了一种基于无线传感器网络的数据查询系统及其查询方法。同时，结合井下等实际应用场景，研究设计了适合井下等复杂环境的基于无线传感网数据及图像采集、传输实验系统，完成了系统的软、硬件设计，并进行了实际应用实验系统设计实现及性能分析。可为实际应用提供有意义的参考。. 项目按照原计划任务书的研究计划和进度进行，完成了原计划的研究任务，取得了预期的研究成果，并超额完成预定的研究目标和任务，研究任务中我们增加了接收数据的数据库处理和实际应用实验系统的设计和实现等内容。以专利、论文及实验系统形式形成了研究成果。发表相关的学术论文38篇。已申请并被受理的国家发明申请专利3项，处公开实审阶段。有26名研究生结合本项目完成了硕士学位论文研究，已毕业获得硕士学位。