近日,國際期刊《IEEE Internet of Things Journal》在線發表了我院童峰教授課題組最新研究成果“Exploiting sparsity for underwater acoustic sensor network under time varying channels”,從利用信道時變稀疏特性的角度為提高水下物聯網性能提供了新的思路。
海洋物聯網是利用互聯網技術將各種傳感設備相互聯通,構造立體覆蓋海洋環境、目標和裝備三大板塊相關信息的“物物互聯”立體感知網絡。由于海洋具有的廣袤、多維、動態和溫度、濕度、鹽度、壓力等物理和生化環境的急劇變化的特殊性,導致通聯手段比陸地上更復雜、更苛刻。如海洋水聲信道長時延、復雜時變、強多徑、強噪聲等惡劣傳輸特性使得水下聲學組網極具挑戰性,如何提高水聲組網性能是得到各國廣泛關注的研究熱點和難點。
該論文從復雜海洋環境下水聲信道不同傳輸模式導致不同的多徑動態特性出發,探索通過對時變信道稀疏特性的利用來提升水下物聯網性能。論文提出了一種可適應水聲信道混合稀疏特性的水下物聯網物理層結構,采用動、靜分離的思路進行水聲信道不同時變程度多徑的區分性稀疏估計及適配處理;并結合水聲射線模型和實測海洋信道動態特性構建水聲網絡仿真場景,進行網絡綜合性能比較和量化評估,從而揭示了水聲組網中引入信道時變稀疏特性適配所帶來的優勢。
《IEEE Internet of Things Journal》是物聯網領域國際頂級學術期刊之一,涵蓋物聯網各個子領域,包括:物聯網系統結構,通信和網絡協議、安全性,物聯網服務和應用等。期刊影響因子為9.936,屬于中科院JCR一區TOP期刊。
海洋與地球學院博士生江偉華為該文第一作者,童峰教授為通訊作者。該研究得到國家重點研發計劃項目(No. 2018YFE00110000)、國家自然科學基金項目(No. 11274259和11574258)的支持。
論文鏈接:https://ieeexplore.ieee.org/document/9475492 。
配圖如下:
