面向复杂信息物理系统的实用型高可信无线通信协议

高可信网络通信是信息物理系统应用的关键基础，但是信息物理系统的本质复杂性却对其实现提出了挑战，且至今未得到有效的解决。本课题研究如何为复杂信息物理系统构建实用化的高可信无线通信协议。为了提供服务质量保障，设计支持优先级的通信协议，为不同应用提供区分化服务；为了实现确定性的实时可靠传输，建立时间触发CSMA/CA协议。考虑跨网应用需求，构建兼容不同标准规范的通信协议。在此基础上，建立协议自适应机制，实现对动态优先级、动态资源分配、协议参数动态优化等自适应功能的支持，从而解决系统环境的动态可变性。通过提供符合标准规范、低复杂度、低开销的解决方案，最大化相关成果的实用价值。利用仿真和实验平台对理论和方法的正确性进行验证，并最终发展一套自适应的、兼容不同协议标准的、支持区分服务的、实时可靠的、实用型无线通信协议理论框架和方法体系，为跨网、动态信息物理系统中的高可信网络通信提供有效的解决方案。

信息物理系统（CPS）是多学科交叉的新兴研究热点。本项目重点考虑CPS对高可信无线通信的需求，研究具有异构和动态特性的复杂CPS面临的新问题和新技术。项目组对CPS相关无线通信协议的性能进行了深入的分析；分别研究了基于IEEE 802.15.4和802.11标准且支持优先级的通信协议，设计了优先级的动态调节机制；设计了具有自适应性的实时可靠MAC协议；研究了CPS无线通信协议的容错机制；研究了不同CPS应用场景下的定位方法；研究了CPS无线通信的安全性保障策略；在重要国际期刊和会议上发表了一系列高水平学术论文。这一系列研究成果，基本上形成了适用于复杂CPS的高可信无线通信协议理论框架和方法体系，已经并将继续在国内外产生广泛的影响。