面向移动随机D2D网络的群智感知关键技术研究

Mobile opportunistic D2D network is a social network formed by mobile users who share similar interests and connect with one another using their mobile phones or portable tablets. Crowdsensing in mobile opportunistic D2D networks is a novel and hot topic which treats the mobile devices carried by mobile users as mobile sensors which are organized by mobile opportunistic D2D networks and cooperatively accomplish complex sensing tasks. Due to the advantage of low cost, pervasiveness, and high flexibility, it has huge potential application values. According to the unique challenges, we systematically investigate the cooperative sensing, task allocation and user incentive of crowdsensing in mobile opportunistic D2D networks, and design a series of crowdsensing mechanisms and algorithms by using secretary problem, auction theory, online decision and so on. We also carry out prototypes to demonstrate and evaluate our proposed schemes in order to provide the basic theory and method for the crowdsensing in mobile opportunistic D2D networks. The results can provide solid theoretical and technological foundation for the implementation of crowdsensing in mobile opportunistic D2D networks.

移动随机D2D网络是由一群具有相同兴趣爱好的移动用户组成，并且通过他们携带的移动设备进行通信的一种社交网络。而群智感知系统是移动随机D2D网络领域新兴的一个热门研究课题，它主要是将用户携带的移动设备看作基本感知单元，通过移动随机D2D网络进行协作，实现完成复杂感知任务的移动感知系统。由于它具有低成本、普遍适用性、高度灵活性的优势，因此蕴藏着巨大的潜在应用价值。本项目针对移动随机D2D网络群智感知中特有的性质，系统深入地研究协作感知、任务分配、用户激励等问题，综合运用秘书问题、拍卖理论、在线决策等技术手段，设计一整套群智感知机制和算法，并将理论结果通过搭建的移动随机D2D网络群智感知平台进行验证，建立移动随机D2D网络群智感知的基础理论与方法。研究成果能够为群智感知在移动随机D2D网络中的实践应用奠定坚实的理论和技术基础。

移动随机D2D网络由手持移动设备组成，这些设备只有在它们机会性地相互联系时才断断续续地连接，即进入其短程无线电（例如蓝牙、Wi-Fi）的通信范围。这种间歇性的网络连接是由用户移动性、设备稀疏性或断电导致的。而群智感知是大量普通用户使用移动设备作为基本感知单元，通过移动互联网进行协作，实现感知任务分发与感知数据收集利用，最终完成大规模的、复杂的社会感知任务。而群智感知系统是移动随机D2D网络领域新兴的一个热门研究课题，它主要是利用内置高性能传感器的移动设备，包括加速器、温湿度传感器、GPS、麦克风、陀螺仪、摄像机等，将整个感知任务外包给大量参与者，从而实现计算、通信、传感的深度融合，并且在室内定位、空气质量监测、交通检测等诸多领域引起广泛关注。由于它具有低成本、普遍适用性、高度灵活性的优势，因此蕴藏着巨大的潜在应用价值。本项目针对移动随机D2D网络群智感知中特有的性质，系统深入地研究了协作感知、任务分配、用户激励等问题，综合运用了秘书问题、拍卖理论、在线决策等技术手段，设计了一整套群智感知机制和算法，并将理论结果通过搭建的移动随机D2D网络群智感知平台进行了验证，建立了移动随机D2D网络群智感知的基础理论与方法。研究成果为群智感知在移动随机D2D网络中的实践应用奠定了坚实的理论和技术基础。