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物联网研究中心在2018年取得的重要科研进展

阅读数:364    发布:2018-09-20 10:16    

计算机与软件学院物联网研究中心于2013年由伍楷舜特聘教授创建,研究所围绕物联网生态系统的“感、传、联、算、芯”五个方向,开展了一系列理论基础研究和产学研应用转化,其研究重点包括:智能感知理论与技术、智能无线通信、异构互联理论与技术、城市计算与边缘计算理论与技术、高安全等级物联网终端微处理器芯片及融合型边缘网关设备设计与实现等方面。研究中心成立以来在科学研究、人才培养、成果转化方面取得了显著了成果,并多次在国际、国家、省市级比赛中获奖,在物联网方向产生了重要的影响力。

在2018年1月至8月期间,伍楷舜教授带领物联网研究中心团队已经发表了8篇中科院1区/CCF A类论文,包括1篇顶级综述IEEE Communication Surveys and Tutorials, 1篇无线网络顶级期刊IEEE Wireless Communication Magazine、2篇网络协议顶级期刊 IEEE Network等。除此之外,研究中心还发表了2篇研究生为一作的CCF B类会议论文,其中1篇论文更是在211篇参会论文中脱颖而出,获得最佳论文奖,这是深大首次以研究生为第一作者获得CCF B类国际会议最佳论文奖,为深圳大学的研究生培养扩大了影响力。另外一篇普适计算领域国际顶级、CCF A类会议Ubicomp 2018,为深大在该顶级会议上的首篇录用文章,标志着深大在智能感知与普适计算领域的重大突破。

智能硬件的快速发展使得设备在功能、形态、尺寸等多方面呈现出巨大的多样性,给交互和隐私保护带来了全新挑战。针对新型智能设备的身份认证,团队从降低噪音干扰、构建鲁棒认证的模型入手,提出了一系列新的降噪和认证算法。其中,针对传统基于支持向量机的认证识别算法鲁棒性低,识别精度不能够得到保证等问题,我们构建了一种新颖且实时能够分辨合法用户和非法用户的识别模型,可以实现对传统认证模型在保证准确率的同时能够进行快速实时认证。该项工作为智能设备提供了一种新颖的交互方式、有效地保护了移动设备上用户数据安全,推动了智能硬件产业的发展与切实落地。该工作发表于普适计算领域国际顶级、CCF推荐A类会议Ubicomp 2018,也为深大在该顶级会议上的首篇录用文章,标志着深大在智能感知与普适计算领域的重大突破。

物联网的发展引发了机器态通信的繁荣,相比于以往以人为本的通信形态,机器态通信,展现出完全不同的特点,如低吞吐率、时延不敏感、偶发性传输和深度覆盖。同时,它也要求通信终端足够廉价和超低能耗。这些要求促成了低功耗广域网LPWA的发展,而窄带物联网NB-IoT就是LPWA在授权频段上的实现方式之一,其最大优点是在原有LTE通信协议基础上实现了广覆盖、低功耗、低成本和大连接,因此可以利用现有LTE基础设施,缩短产品上市时间。然而,作为一项新标准,NB-IoT还有许多挑战需要克服。本文研究了NB-IoT的演化历程、关键技术以及存在问题,有助于促成这一新型通信技术在物联网时代的全面应用。该工作发表于物联网顶级期刊IEEE Internet of Things Journal。

毫米波频段被认为是实现5G超密集、小蜂窝通信的理想频段之一,然而这一新型架构也引发了运营商对于规划、配置、维护、优化以及诊断方面的忧虑。自组织网络SON旨在通过一种自动化的方式处理网络复杂性问题而有助于简化网络管理,但这一十年前引入的技术主要是针对LTE网络设计的,而毫米波具有定向传输、易被遮挡的特点,给SON管理技术带来全新的挑战。为了顺利迁移到5G时代,SON技术需要重新考虑新载波的特性和问题而做出革命性的改进。本文提出一种从被动式管理到主动式管理的新型SON技术,有助于加速其在5G中的实际运用。该工作发表于IEEE Wireless Communication Magazine。

应急通信系统作为国家公共安全应急体系的重要组成部分,在生活高度信息化的当下显得尤为重要。针对应急通信中所需的灵活部署,干扰管理等关键问题,我们提出了无人机辅助的密集无线网络通信系SpecShare——从物理层到网络层的超密集无人机网络的频谱共享技术。其中巧妙地利用物理层的编码冗余进行无人机无线频谱共享,实现了对部分重叠信道的有效利用,解决了频谱资源紧张这一关键难题。同时对网络层中的最佳无人机布局策略开展了研究,以充分发掘这种频谱共享容量的潜力。相关成果发表在计算机网络顶级期刊IEEE Network。

物联网是通信网络的延伸,能够让我们的生活更加便利,能够让生产更加安全,能够整体提高社会的信息化程度。物联网将在提升信息传送效率、改善民生、提高生产率、降低管理成本等社会各方面发挥重要作用。针对移动多媒体物联网通信环境复杂,数据量大、延迟要求较高的特点,我们提出了iCast,一种细粒度的无线视频流传输系统,解决了时频分集对实时多媒体连接的重大挑战。通过联合信源信道的无速率编码,实现细粒度的信道速率自适应。可以在移动的车载环境中智能地为视频流选择最合适的数据速率,同时提供帧保护,从而有效提高了无线视频传输的可靠性。该工作发表于物联网顶级期刊IEEE Internet of Things Journal。

在城市计算方面,团队针对深度学习在各类交通指标预测(如交通速度、交通流量、交通事故等)的应用提出了基于移动数据和深度学习的城市交通预测框架,并提出两个重要的研究方向来增强深度学习在交通预测中的运用,即联合多源数据和交通模型的优化设计和基于并行计算的加速深度学习模型训练。相关成果发表在计算机网络顶级期刊IEEE Network。

物联网研究中心团队今年前八个月发表的中科院1区或A类论文8篇,以学生为一作的CCF B类论文2篇,详细论文列表如下:

  • [1]Hanjiang Luo, Kaishun Wu, Ruby Rukasana, Yongquan Liang, Zhongwen Guo, Lionel M. Ni, Software-Defined Architectures and Technologies for Underwater Wireless Sensor Network: A Survey, accepted to appear in the IEEE Communications Surveys and Tutorials, 2018. (IF: 20.230, 中科院1区)

  • [2]Lu Wang, Hailiang Yang, Jinfeng Long, Kaishun Wu and Jiming Chen, Enabling Ultra-dense UAV-aided Network with Overlapped Spectrum Sharing: Potentials and Approaches, accepted to appear in IEEE Network, 2018. (IF: 7.197, 中科院1区)

  • [3]Zhidan Liu, Zhengjiang Li, Kaishun Wu, Mo Li, Urban Traffic Prediction from Mobility Data Using Deep Learning, in IEEE Network, Volume: 32, Issue: 4, Page(s): 40 – 46, 2018. (IF: 7.197, 中科院1区)

  • [4]Jun Xu, Junmei Yao, Lu Wang, Kaishun Wu, Lei Chen, and Wei Lou, Revolution of Self-Organizing Network for 5G mmWave Small Cell Management: From Reactive to Proactive, accepted to appear in IEEE Wireless Communications Magazine, 2018. (IF: 9.270, 中科院1区)

  • [5]Lu Wang, Hailiang Yang, Xiaoke Qi, Jun Xu and Kaishun Wu, iCast: Fine-grained Wireless Video Streaming over Internet of Intelligent Vehicles, accepted to appear in IEEE Internet of Things Journal, 2018. (IF: 5.863, 中科院1区)

  • [6]Jun Xu, Junmei Yao, Lu Wang, Zhong Ming, Kaishun Wu, Lei Chen, Narrowband Internet of Things: Evolutions, Technologies and Issues, in IEEE Internet of Things Journal, Volume: 5, Issue:3, Page(s): 1449-1462, JUNE 2018. (IF: 5.863, 中科院1区)

  • [7]Huanle Zhang, Wan Du, Mo Li, Kaishun Wu, Prasant Mohapatra, An Imperceptible Visible Light Communication System with String Lights, accepted to appear in IEEE Transactions on Mobile Computing, 2018. (CCF A)

  • [8]Yongpan Zou, Meng Zhao, Zimu Zhou, Jiawei Lin, Mo Li, Kaishun Wu, BiLock: User Authentication via Dental Occlusion Biometrics, accepted to appear in IMWUT, 2018 (CCF A)

  • [9]Wenqiang Chen, Maoning Guan, Yandao Huang, Lu Wang, Rukhsana Ruby, Wen Hu and Kaishun Wu, ViType: A Cost Efficient On-body Typing System through Vibration, in IEEE SECON 2018 (Best Paper Award) (CCF B)

  • [10]Shuxing Zhong, Yuxuan Qiu, Rukhsana Ruby, Lu Wang and Kaishun Wu, SIDE: Semi-Distributed Mechanical Equilibrium based UAV Deployment, in IEEE ICNP, 2018. (CCF B)

  • 在项目申请方面,物联网研究中心在2018年组织申报的国家基金共8项,最终获批8项,立项率100%,包括2项面上项目,5项青年基金,以及1项国际(地区)交流与合作。详细项目资助列表如下:

  • [1]基于振动信号的可穿戴设备交互技术研究,国家自然科学基金面上项目,2019/01-2022/12,国家自然科学基金委员会

  • [2]面向超密集无线组网的干扰利用与协同优化研究,国家自然科学基金面上项目,2019/01-2022/12,国家自然科学基金委员会

  • [3]基于无线供能的缓冲中继系统传输方法研究 ,国家自然科学基金青年科学基金项目,2019/01-2021/12,国家自然科学基金委员会

  • [4]基于移动轨迹大数据的城市交通智能感知研究,国家自然科学基金青年科学基金项目,2019/01-2021/12,国家自然科学基金委员会

  • [5]基于强化学习的数据中心网络自适应拥塞控制方法研究国家自然科学基金青年科学基金项目,2019/01-2021/12,国家自然科学基金委员会

  • [6]基于声波感知的非接触式精细手势输入方法的研究,国家自然科学基金青年科学基金项目,2019/01-2021/12,国家自然科学基金委员会

  • [7]非单调推理在动作语言系统刻画中的理论与应用研究国家自然科学基金青年科学基金项目,2019/01-2021/12,国家自然科学基金委员会

  • [8]Unmanned Aerial Vehicle(UAV)-Aided Security-Aware Mobile,国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目,201901-20191231,国家自然科学基金委员会

基于研究中心的科研基础,从2018年1月至今,团队成员共获得5项科技奖励/人才称号,包括CCF B类会议的最佳论文奖1项,这是深大首次以学生为一作身份获得的CCF B类会议最佳论文奖;团队成员入选广东省特支计划青年拔尖人才;IET Fellow 1名;深圳市青年科技奖1项;以及广东省科学技术奖(科技进步)一等奖1项。2018年1月至8月,研究中心获得的详细获奖列表如下:

  • [1]2018 IEEE SECON BEST PAPER AWARD

  • [2]2018 广东省特支计划青年拔尖人才

  • [3]2018 英国工程技术学会会士(IET Fellow)

  • [4]2017 年度深圳市青年科技奖

  • [5]2017 年度广东省科学技术奖(科技进步)一等奖

物联网研究中心还非常注重学生的培养,团队中的本科生和硕士生均在国际、省级市级比赛中获奖。2018年1月至8月,学生获奖详细列表如下:

  • [1]2018年第十一届中国大学生计算机设计大赛一等奖1项,二等奖1项

  • [2]2018年第八届“华为杯”中国大学生智能设计竞赛全国总冠军

  • [3]2018年美国大学生数学建模大赛二等奖3项,三等奖3项

  • [4]2018年第五届全国高校物联网应用创新大赛创意赛华南赛区一等奖

  • [5]2018年第二届深创杯国际大学生创新创业大赛突出双创项目奖和优秀双创项目奖

  • [6]2018年广东省大学生计算机设计大赛一等奖1项,三等奖2项


深圳大学计算机与软件学院 2009-2016