临地空间信息栅格网理论与关键技术-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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临地空间信息栅格网理论与关键技术

项目名称：临地空间信息栅格网理论与关键技术
项目类别：重点项目
批准号：60832005
申请代码：F010201
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2009-01-01-2012-12-31

项目负责人：高新波
负责人职称：教授
依托单位：西安电子科技大学
批准年度：2008

中文摘要：

临地空间信息栅格网是一个立体化、多层次的Ad Hoc网络，具有长工作时间、快速机动、连续侦察监视和按需组网等优势，可广泛应用于军事侦察、通信中继和反恐抗灾等领域。本项目针对该网络的特点，探索立体化Ad Hoc组网与协同传输的理论方法及关键技术，通过网络优化和变形，旨在以最小的代价构建满足任务需求的最优化网络，从而实现信息的高效可靠传输。主要研究内容有（1）立体化Ad hoc按需组网，包括网络建模、组网的多目标优化；（2）信息的协同传输，包括智能路由、网络编码和物理层编码协同；（3）基于反馈的网络动态优化，包括网络性能反馈和动态优化变形。本项目从实际应用中抽象出科学问题，涉及到网络信息论的基础，需要从新的角度、基于新的条件和应用进行研究，富有前瞻性和挑战性，具有极其重要的理论意义和应用价值。本课题预期在理论上有所突破，技术上有所创新，为临地空间信息栅格网络的构建奠定理论和技术基础

中文主题词：临地空间；按需组网；动态优化；智能路由；协同传输

英文摘要：

Near Earth Space；Network on Demand；Dynamic Optimization；Intelligent Routing；Cooperative Transmission

英文主题词： Near Earth Space；Network on Demand；Dynamic Optimization；Intelligent Routing；Cooperative Transmission

结论摘要：

临地空间信息栅格网是一个立体化、多层次Ad Hoc网络，具有长工作时间、低时延、快速机动、连续监视和按需组网等优势，可广泛应用于通信中继、对地观测、军事侦察和反恐抗灾等领域。然而由于临地空间信息栅格网络所具有的机动性、时变性、强异构性以及立体化的网络体系结构，使其在组网优化和信息传输方面具有许多有别于传统网络的挑战性问题。目前临地空间信息和通信系统的研究才刚刚起步，还只涉及单个平台的通信中继和通信支援，尚未涉及节点平台之间的互联互通和协作通信。未来的发展趋势将朝着临地空间平台的网络部署，以及临地空间网络与地面或与卫星网络互联互通构造功能更为强大的信息栅格网方向发展，这将具有更为重要战略意义。在国家自然科学基金重点项目（No.60832005）的资助下，课题组针对临地空间信息栅格网理论与关键技术开展了系统深入的研究。提出了按需组网与动态优化的框架和方法，并针对网络特性，研究了适应性的智能路由协议和协同传输技术，形成临地空间信息栅格网的理论和技术基础。主要取得如下研究成果 1.在按需组网和动态优化方面，研究了临地空间的环境特性及高空平台通信技术，建立了一种面向临地空间通信的基于单次反射的圆柱体信道模型；对网络拓扑和任务需求建模，提出了临地空间平台网络节点的按需组网及动态优化部署算法；针对临地空间网络异构无缝接入控制机制，提出移动接入管理和基于多用户博弈的接入资源动态分配及优化算法。 2.在路由与协同传输方面，针对临地空间信息栅格网络的特点，理论分析了多种网络条件下的连通性、覆盖性、容量和时延等基本网络性能标度率；设计了多种融合移动监测和网络编码的智能路由协议；针对网络异构性和强干扰的特点，提出了多个保证业务服务质量的传输调度协议和基于分布式空时编码等技术的协同传输方法。 3.建立了临地空间信息栅格网络仿真平台，实现了临地空间平台部署的信道建模、拓扑生成、动态优化以及路由传输等技术的2D/3D动态模拟，为今后工作中理论研究的技术仿真和验证奠定了基础。项目实施过程中，课题组在IEEE Trans等国际期刊和本领域重要国际会议上发表论文180篇，其中SCI收录71篇；申请国家发明专利授权69项、授权36项；培养博士12名，硕士28名；获省部级科学技术奖一等奖2项、二等奖1项。举办和参加多个重要国际会议，开展深入的学术交流与合作。

成果综合统计