异构无线供电反向散射通信网络优化研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61901229
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0104.通信网络
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Heterogeneous wireless-powered backscatter communication network (WPBCN) is a novel network paradigm to meet the future requirements of Internet of Things (IoT), which becomes the focus of academia and industry. However, since the research on this network paradigm is in its infancy, there still exist many critical technical challenges to be solved, such as the improvement of network throughput, enhancement of network reliability and satisfaction of diverse service requirements of users. Considering the above challenges, this project, with the aim to design novel network optimization schemes, is carried out under deterministic network environment and stochastic network environment. Under the deterministic network environment, using the optimization techniques, we first design a beamforming scheme to enhance network throughput, then propose a high reliability communication scheme based on cooperative communication, and subsequently design an optimization algorithm to satisfy quality of service (QoS) constraints of users. Under the stochastic network environment, the network optimization frameworks are constructed by Markov decision process or Markov game. With reinforcement learning or deep reinforcement learning, we first design a low-complexity time scheduling scheme, then propose an optimal policy of applying cooperative communication, and subsequently design the dynamic access mechanism of users with different priorities. The research work of this project will provide theoretical bases and technical approaches for heterogeneous WPBCN to meet the requirements of high throughput, high reliability and diverse services, and promote its application in the future IoT.
异构无线供电反向散射通信网络是满足未来物联网需求的新型网络。然而该网络中仍有很多关键问题和技术难题亟待解决,例如如何提高网络容量、增强网络可靠性和满足用户多样化服务需求等。针对上述问题,本项目以构建新型的网络优化方案为目标,面向确定性网络环境和不确定性网络环境开展研究工作。针对确定性网络环境,利用优化技术,提出了基于波束成形的网络性能增强方案,构建了基于协作通信的高可靠性通信机制,设计了满足用户业务QoS的性能优化算法。针对不确定性网络环境,利用马尔可夫决策过程或马尔可夫博弈构建了网络优化框架,依托强化学习和深度强化学习技术,设计了低复杂度的时隙资源调度方案,构建了协作通信的最优准入策略,提出了不同优先级的无线设备的动态接入机制。本项目研究成果将为异构无线供电反向散射通信网络满足高容量、高可靠性和多样化服务的网络需求提供理论依据和技术支持,推动其在未来物联网中的实用化进程。

结项摘要

为推动物联网通信的发展与应用,本项目针对异构无线供电反向散射通信网络展开研究工作。针对非协作通信场景,提出了基于博弈论的能量交互模型,实现了不同服务提供商的效益优化;构建了面向能量采集和任务卸载的全双工通信机制,探究了自干扰强度与系统性能的物理关联。针对协作通信场景,设计了基于主动射频中继的协作通信方案,设计了高效的时隙调度方案,有效改善了能量采集和信息传输的效率;设计了基于被动反射中继的协作传输方案,实现了主被动波束成形与网络资源的适配。所提出的协作通信方案实现了高可靠的通信机制,拓展了网络覆盖范围。针对服务需求驱动场景,设计了基于强化学习的中继节点传输模式动态切换策略;面向安全传输需求,设计了基于智能反射面的物理层安全传输策略;面向海量连接和服务质量要求,设计了集群接入控制和簇内资源分配方案。本项目研究成果有效提高了网络容量、增强了网络可靠性和满足了多样化的网络服务需求,为物联网的发展和应用提供了理论依据和方案支撑。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(4)
IRS 辅助的认知反向散射通信网络性能增强方案
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    通信学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕斌;曹怡;李健;齐婷
  • 通讯作者:
    齐婷
Optimized Energy and Information Relaying in Self-Sustainable IRS-Empowered WPCN
在 IRS 授权的自我可持续发展的 WPCN 中优化能源和信息中继
  • DOI:
    10.1109/tcomm.2020.3028875
  • 发表时间:
    2021-01-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Lyu, Bin;Ramezani, Parisa;Jamalipour, Abbas
  • 通讯作者:
    Jamalipour, Abbas
Backscatter Then Forward: A Relaying Scheme for Batteryless IoT Networks
反向散射然后向前:无电池物联网网络的中继方案
  • DOI:
    10.1109/lwc.2019.2962415
  • 发表时间:
    2020-04
  • 期刊:
    IEEE WIRELESS COMMUNICATIONS LETTERS
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Bin Lyu;Dinh Thai Hoang;Zhenzhen Yang
  • 通讯作者:
    Zhenzhen Yang
System Delay Minimization for NOMA-Based Cognitive Mobile Edge Computing
基于 NOMA 的认知移动边缘计算的系统延迟最小化
  • DOI:
    10.1109/access.2020.2984634
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    IEEE ACCESS
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Chen, Aiyue;Yang, Zhen;Xu, Bo
  • 通讯作者:
    Xu, Bo
IRS-Assisted Downlink and Uplink NOMA in Wireless Powered Communication Networks
无线供电通信网络中 IRS 辅助的下行链路和上行链路 NOMA
  • DOI:
    10.1109/tvt.2021.3126013
  • 发表时间:
    2022-01-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Lyu, Bin;Ramezani, Parisa;Jamalipour, Abbas
  • 通讯作者:
    Jamalipour, Abbas

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其他文献

Mannich反应改性高分子材料的应用进展
  • DOI:
    10.16581/j.cnki.issn1671-3206.20190125.008
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    应用化工
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴梦欣;马建中;吕斌;张文博;田振华
  • 通讯作者:
    田振华
不同醛Mannich改性丙烯酸树脂及其应用性能研究
  • DOI:
    10.13536/j.cnki.issn1001-6813.2019-003-003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国皮革
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴梦欣;马建中;田振华;吕斌
  • 通讯作者:
    吕斌
采用支持向量机的宽带频谱感知算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    吕斌
  • 通讯作者:
    吕斌
预测市场——一种情报分析研究的新方法
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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  • 作者:
    李国秋;吕斌
  • 通讯作者:
    吕斌
功能型氨基树脂鞣剂的合成及应用进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    皮革科学与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕斌;聂军凯;高党鸽;马建中
  • 通讯作者:
    马建中

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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