鲁力教授团队在计算机网络系统领域顶级会议Mobicom发表论文

文:刘鹏飞 图:李松璠 / 来源:计算机学院 / 2020-11-03 / 点击量:3120

  近日,电子科技大学计算机科学与工程学院鲁力教授带领团队撰写的论文《Internet-of-Microchips: Direct Radio-to-Bus Communication with SPI Backscatter》在网络系统领域顶级会议Mobicom(International Conference on Mobile Computing and Networking)上发表。我校计算机学院博士生李松璠为第一作者,其导师鲁力教授为通讯作者,新加坡南洋理工大学李默教授为共同作者。这是我校首次以第一单位在该会议发表学术论文,该研究提出了一种新型物联网终端体系架构,是鲁力教授团队多年潜心钻研,做出原创性成果,标志着在网络系统领域取得的重大研究进展。

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  针对物联网终端能耗高、难重构、寿命短的问题,鲁力团队提出一种新型物联网终端设计架构(如图b),传感器芯片通过标准总线与无线模块直接相连,实现网关通过无线射频信号直接操作终端上传感器、存储等外围芯片,从而将处理器从终端中去除,实现芯片直接联网(Internet of Microchips)。基于芯联网架构,高功耗的数据处理转移到网关进行,显著降低终端能耗;外围芯片控制转移到网关,终端可实现通用化硬件设计且无需嵌入式编程,使得传感器等芯片可即插即用;此外,终端只保留最基本的逻辑电路,极大地简化了终端系统复杂性并大幅降低成本。为了支撑芯联网架构的实现,论文提出一种创新性的从射频模拟信号直接转换为数字总线信号的新技术,称为Radio-to-Bus (R2B),支持将射频信号直接解调成SPI总线(一种常用的外设总线)信号,以让传感器等外围芯片识别接收,而外围芯片输出的数据直接通过反向散射通信回传给网关,从而实现网关与传感器芯片的双向无线通信。论文对芯联网架构进行了概念验证,结果显示上行和下行通信数据率最高可达200kbps,通信距离最远可达30米,目前鲁力教授团队在最新研究中,已将通信距离拓展到1千米,可用带宽达到4Mbps。

  李松璠现为计算机学院博士生(现为博士生四年级)。他在博士一年级发表了一篇一区期刊论文后,在鲁力教授的鼓励与建议下决定尝试攻克制约物联网领域发展的关键科学问题。经过两年探索后,李松璠和课题组的同学们(张翀、宋一杭、郑辉、刘璐等)在物联网终端体系架构上实现了突破,芯联网大大简化了终端设备的复杂度,降低了终端功耗、开发和制造成本,为物联网终端超低功耗长寿命低成本运行提供了全新的技术路线。

  鲁力,教授,博士生导师,主要研究方向为物联网终端系统架构、无线系统安全。作为主要成员曾获国家科学技术进步一等奖。作为项目负责人承担了包括国家自然科学基金项目、科技部重点研发计划课题等项目10余项;是多个著名国际学术会议的程序委员会成员。在包括ACM Mobicom、IEEE Infocom在内的权威国际学术期刊和学术会议上发表论文60余篇。获得20余项国内专利授权和一项美国专利授权。


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  论文视频简介:https://www.bilibili.com/video/BV1qK411P7TX

  论文链接:https://doi.org/10.1145/3372224.3419182

  ACM Mobicom是移动计算和无线网络系统领域公认的旗舰会议。本次会议时间为9月21日至25日,原计划于英国伦敦举行,由于疫情原因,改为线上进行。会议由ACM SIGMOBILE赞助,Mobicom致力于解决网络通信和移动计算方向的挑战,涵盖的主题包括移动网络(5G等)、光通信、无线系统安全和功耗等。Mobicom有非常严格的审稿过程,录取率约为14%-16%。每篇论文在接收前要经过2轮双盲评审,并在程序委员会再次盲审讨论后考虑有条件录用。作者须根据所有审稿意见进行论文修改,通过程序委员会一致同意后才正式录用论文。Mobicom 2020在384篇有效投稿中接收了62篇,录取率16%。



编辑:庄志东  / 审核:林坤  / 发布者:陈伟