Re: 第一个题目：wireless sensor network

我不是大牛，但是我想谈谈自己的看法。
在讨论具体的technical challenges之前，
有必要更为具体的描述WSN的应用和市场前景。
之所以有这样的感触，源于自己最近的经历：
一个是和一个目前自己创业的朋友讨论WSN的市场前景。
当我滔滔不觉的大谈特谈WSN是多么的advantageous,
应用前景是多么广阔，甚至怂恿他从事这个领域的时候，
他问了2个问题：
WSN目前的成本（比如节点的成本）？  市场需求、容量？具体的行业应用？
作为一个researcher，可能大家对这些问题并不关心。
但是我觉得WSN要真正发展，仅仅是军事应用是不够的。
一旦涉及到民用，上述问题就成为基本问题。
从目前的节点成本看，离所谓 1$（or 1 cent？） 还有很大的差距，大规模的应用还是纸上谈兵。
如何才能降低这个cost?
批量生产固然是一个方法，目前的体系结构是否还需改进？ SOC会是有效解决方案么？
不知道现在的UCB那帮人最近的进展如何了。
即使不讨论民用，那么军事上呢？
一个直接负责军方项目审批的朋友告诉我，
目前军方项目申请方式有了一个变化，
以前大家都是先说要做什么东西，它有些什么样的应用前景。。。
现在呢？
上头很关心一个问题：
这个东西能为军方所用吗？如果能，请说明具体的应用，然后你再呈述
这个项目需要解决的问题。
因此我觉得，纯粹的理论研究固然非常重要，
但是能不能同具体的应用结合呢？
或者说，我们的研究是不是该结合具体的应用环境，
结合应用特点，研究特定的WSN呢？

同意，实际上传感器网络成功与否应该是决定于radio的性能，比如灵敏度，传输范围
能耗等等。即便是CS的研究人员也不应该满足于简单的传输模型进行分析，否则结果
没有多少实际意义。
就我所知，目前大多数传感器节点的RF都是采用基带传输（802.15.4不是很熟悉，还
请各位补充），很多成熟的调制，信道估计，噪声抵消技术都没有用上（大概是限于
体积和能耗）。

今天刚好down了篇论文，呵呵

 AK02.pdf

http://commonsense.epfl.ch/
这个我贴过n遍了:)

问得好，天线的确是个问题。即便现在节点还没有小到立方毫米级，天线就已经占了大部分长度了（好在还不是体积）。这个问题让天线专家说说吧。不过至少天线长度可以随
频率的提供而变小。

关于这方面的应用,在台湾是非常少人研究的...
不过之前有听过一场演讲,主要是关于错误码的地方
就像楼上的各位朋友所说,Sensor Network大多是体积小且用途广
为了侦测某些状况,装置架设的环境可能不是很好
在一整个Sensor Network中,也许就会有部分的装置是有问题的(感测错误)
所以如何在接收到讯号之后,有效的利用或者是判别,就是一个很重要的议题
以上是我对Sensor Network的了解...^^"""
不知道有人做这方面的研究吗!?我还蛮感兴趣的...请分享一下!!!

像ad hoc一样什么呢？ 从单个节点看系统是简单一些，但是从网络规模看，就要复杂多了
wsn里除去传统的网络方面的问题，例如mac，routing，security等等，
从data角度来看还是有很多问题可以做，
例如data fusion，data mining，data storage等等，
已经有人在研究将wsn看作是一个distributed storage system

我的意思是说可能不需要“复杂”的，虽然我不懂啥样的叫“复杂”的 -_-
不过记得一个做healthcare的教授说他们做的系统里对通信要求非常简单，而且由于
体积和重量的限制也必须非常简单，因为反正节点的数目不多，基本一跳就够了。。。
其实我还是觉得这类应用距离WSN的初衷有点儿远，不知道牛们怎么看。。。。

小弟
大哥说句不好听的话
WSN如果是写论文的话
搞头很小了
连distributed MIMO for WSN
这么变态的技术都有人写绝了
当然，你可以作 Distributed Coding or Channel Estimation or ...for Energy Efficiency WSN
但是很不幸，这些也被南加州，加州伯克力，试探府，抗奈尔等写的差不多了
至于纯作MAC 和 Routing 那就更不要说了，书（甚至有中文的）都出来了，我有几本电子档的，你要可以送
我觉得，要搞，有的搞的可能是作 PHY & MAC 的 cross layer 设计
比如结合最新物理层技术，比如MIMO UWB Power Control ...
和MAC的优化调度、博弈算法
总之，要出好文章很难
不过发些渣渣会议和骗骗国内学报还是有机会的
另外
要搞实现
这就另当别论了
反正我不懂，不说啦
BTW
老板终于不让我搞WSN了
好爽
解脱了！

其实作WSN的台湾同胞很多啦
清大，交大，台大都有
以我收集的paper看
他们研究的水平比较高
虽然不如欧美
不过比大陆要好些啦
起码人家很踏实
话说回来了
通信上只要有什么新方向
全体大陆高校一致前进
只要是通信计算机的
凡是沾边就要搞
其终极目的就是圈钱，弄金费
至于资源整合，避免重复研究
嘿嘿.....
最终你会觉得，地球上的人都在搞WSN

如今坑都被占满了，呵呵。
btw，能把你的电子书贡献一下吗
ftp://59.66.122.77/incoming/EBook/EE&COMM/
ftp://59.66.122.77:8022/incoming/EBook/EE&COMM/

现在大家都搞uwb有一个很明显的原因：数学建模容易。由于uwb容许互相干扰的源节点
并行传输，信道模型可以很完美地用SINR表达，这是使用其他MAC/PHY组合所不可比拟
的（比如目前对CSMA/CA就没有很好的适用于多跳网络的模型）。

我最近在看wimax的cross-layer design
因为PHY-MAC的做的太多了，所以想往上层走。
想做handoff中结合IP和Mac层的QoS做，后来老板建议加上TCP的性能。
现在这几个层搞的特别混乱。

CSMA 没法用了，802.15.3/4都用TDMA了，呵呵

关于跨层设计
有一个里程碑式的会议
ICC2003
http://www.eas.asu.edu/~junshan/ICC03panel.html
有四位大牛fellow
有兴趣可以下载看看他们关于跨层涉及的presentation
Tony Ephremides
主要研究distributed power control
提出过一种energy最小化且避免多制干扰的快速收敛PC
Lang Tong
PHY的信号处理for WSN
Andrea Goldsmith
Distributed MIMO等
P. R. Kumar
好像也是power control，有涉及到网络层的pc
以最小的power，维持网络的连通性
从此，WSN的研究已经不光是routing或纯mac
深入到了PHY
呵呵，有兴趣可以到他们的personal website看看

<无线传感器网络>
清华大学出版社
孙利民编著

我觉得在传感器网络中精确的物理位置定位比较困难
采用虚拟坐标是个很好的想法，就像Infocom05中的
GPS Free Coordinate Assignment and Routing in Wireless Sensor Networks
非常的neat
不知各位如何认为？

呵呵，首先声明，
俺只做过仿真
具体实现俺没有弄过
呵呵，就算是纸上谈兵吧
不过俺觉得
UWB的测距是在室内环境进行
一般用TOA 或 RSSI 方法
相对而言由于距离短
目标相对较大
所以反射面还是不成问题
而且也只是粗略测距
尤其是当没有直射径，误差是比较大的
测距的目的是为了定位
最理想的是三点定位法
当然，为了定位更精确
要更多点来协同定位
这又涉及到多点测距误差修正算法了

请注意，你提到的这篇文章有抄袭我们组99年文章的嫌疑（至少它采用了一些机制，
却没有索引：
S. Capkun, Maher Hamdi, J. P. Hubaux
"GPS-free Positioning in Mobile Ad-Hoc Networks"
Proceedings of HICSS, Hawaii, January 2001, pp. 10

能否请教一下大侠，为什么觉得Distributed MIMO for WSN不是一个好的研究点，
存在哪些问题？
我感觉由于WSN的环境存在多径干扰和射频不规则性，为了以较低能耗保证可靠通信
，物理层的一些通信技术也还是很重要的。而WSN节点体积小不可能一个节点绑多个
天线，Distributed MIMO考虑用多个节点构造虚拟阵列，运用MIMO技术传输数据，
也还是有它可取之处。当然如果要实用化，还涉及到很多相关问题，如协作节点同
步问题，分布式空时编码技术，上层协议设计，协作节点管理等等，这些问题都还
有待进一步研究。但感觉这个方向也还是有值得研究的地方。
另外，设计不同于传统网络的WSN物理层通信技术也是很有意义的，毕竟传输占据了
能量消耗的主体部分，比如象IEEE 802.15.4里的物理层技术就是特殊设计的。考虑
物理层与上层（MAC, Routing）的跨层应该说在节能设计方面也是值得研究的。

个人浅见
希望各位拍砖
研究WSN
但是请不要把WSN的概念泛化
如今通信领域的研究过头了
一旦有个新的卖点
所有的人都想挤进去
最快的方法就是将自己研究的东西往上靠一靠
我承认
分布式MIMO的确是个比较好的研究热点
因为应用于4G的以星形网络布局方式的MIMO已经研究的似乎很成熟了
所以
为了保持“先进性”
这批研究MIMO的人转向研究基于Ad Hoc网络方式布局的分布式MIMO
分布式MIMO
很好
可以举出一大堆“理论”依据来证明分布式MIMO的优点
所以值得研究
值得借此发发paper
但MIMO是个很复杂的技术，要具体实现起来很困难
会大大增加硬件的复杂度
它对node的运算能力、能耗、结构等等要求都非常高
而WSN是资源受限的网络
最怕的就是复杂度增加带来的资源消耗
当然
有人可能会说
美国斯坦福大学的小崔同志
(也就是Distributed MIMO for WSN的“祖爷”之一)
不是有篇paper证明了分布式MIMO可以节省节点能量吗？
但是各位看到
他的结论是建立在一大堆假设、推导和仿真基础上的
有没有经过实现的检验？
所以基本上是“纸上谈兵”
退一步讲
就算是能节省能量
那带来的复杂的运算怎么解决？
节点小型化怎么解决？
诸如此类的问题
小崔同志有没有分析呢？
有人还提出结合MIMO作跨层设计
不过跨层设计要看怎么个跨法
PHY跨MAC不错，MAC跨routing也不错
如果跨到三层
很可能增加协议的复杂度，
带来各层之间信息过量交互
尤其是在分布式网络环境中
作跨层设计更要慎重
否则结果只会是“此消彼长”
关于分布式MIMO用于WSN
曾经和康奈尔大学的童朗教授交流过
他也是作WSN的
但侧重于信号处理方面
对于MIMO for WSN
他认为是作MIMO理论研究的人转化应用方向而已
到底有没有实际价值
他也并不看好
总之
WSN是个具体的“应用”概念
不是“技术”概念
要设计一个应用系统
首先要明确要解决哪些实际问题
要抓住主要矛盾
甚至可以牺牲一些性能来解决主要矛盾
而Distributed MIMO
虽然有很多有点
诸如阁下所说
可以从一些方面增强系统性能
但这种技术能帮助解决系统的主要矛盾吗？
或者说解决了某些问题而带来其它主要问题呢?
依我看
以目前的硬件、软件能力
是拣了芝麻丢西瓜
除非承载该技术的硬、软件有很大进步
而这又涉及到纯通信以外的领域了
所以
我觉得作研究要运用辩证法
尤其是矛盾论
否则可能出现方向性问题
或者研究出来的东西只是空中楼阁
BTW
的确有很多人研究Distributed MIMO
但多半是基于Ad Hoc网络模型作分析
而Distributed MIMO for WSN的人较少
我的记忆中有代表性的是小崔和李小华、Sudharman K. Jayaweera
其他人多少都受他们影响
而他们都只是发paper玩玩
而从这几年来看
只要高攀了WSN
paper就相对容易发
毕竟这几年的IEEE 会议、期刊有很多WSN的专题
不过明后年就难说咯
谢谢
Orz

大侠的论述确实很精辟，希望以后能多向大侠请教。
我感觉WSN的概念确实是在不断泛化，就象您所讲的WSN是个“应用”概念，如何定义WSN往往取决于它的应用。文[1]中就很好的说明了这个概念，不知道您对这篇文章里提的WSN的设计空间有什么看法？我个人觉得研究WSN是否也不一定要局限在最初的WSN模型中。
[1]Romer K.,Mattern F. The design space of wireless sensor networks. IEEE Wireless Communications, 2004, 11(6): 54-61
>如今通信领域的研究过头了一旦有个新的卖点
>所有的人都想挤进去最快的方法就是将自己研究的东西往上靠一靠
这个观点我很同意，但如果确实能解决实际问题，那也是可以的。当然如果仅仅为发发文章确实意义不大，而且估计后面要想攀上WSN就发文章也越来越难。
>当然
>有人可能会说
>美国斯坦福大学的小崔同志
>(也就是Distributed MIMO for WSN的“祖爷”之一)
>不是有篇paper证明了分布式MIMO可以节省节点能量吗？
>但是各位看到他的结论是建立在一大堆假设、推导和仿真基础上的
>有没有经过实现的检验？
>所以基本上是“纸上谈兵”
崔博士的这篇论文确实提出的是一种数学模型，具体实现没有考虑，而且我也相信要想马上在WSN上实现这种Distributed MIMO技术也不是那么容易，因为，它涉及到了很多相关问题。
确实MIMO是个很复杂的技术，要具体实现起来很困难，如果要考虑在单个节点上实现MIMO技术，对这个节点的处理能力和体积可能都会带来得不偿失的影响。正因为如此才需要考虑分布式的实现，将每个节点当作一个天线，当然我也承认这样同样会引入很多Open issues，
究竟是弊大于利还是利大于弊是需要理论分析的，而我所理解的崔博士的那篇文章主要就是在作这个分析。当然就算理论上证明了这项技术在某些场合是利大于弊的，要实现起来又是另外一回事情，要解决一系列您所提到的相关问题。但每一项技术的出现到完善不是都要经过同样的过程吗？我自己本人对这项技术也是持观望态度，但我觉得它和那种为了发文章而硬套出来的技术还是不一样的。
>的确有很多人研究Distributed MIMO但多半是基于Ad Hoc网络模型作分析而Distributed >MIMO for WSN的人较少
>我的记忆中有代表性的是小崔和李小华、Sudharman K. Jayaweera。
确实如此，这3位可以看作是这个方向的代表。您对Sudharman K. Jayaweera在今年ICC上提出的结合分布式编码与Distributed MIMO的那篇文章有什么看法？
>有人还提出结合MIMO作跨层设计
>不过跨层设计要看怎么个跨法
>PHY跨MAC不错，MAC跨routing也不错
>如果跨到三层
>很可能增加协议的复杂度，
>带来各层之间信息过量交互
>尤其是在分布式网络环境中
>作跨层设计更要慎重
>否则结果只会是“此消彼长”
这点我很同意，但您有没有好的建议分析跨层带来的复杂性，以及衡量结果是否会“此消彼长”呢？
另外，您觉得我们在仿真WSN的高层协议（如一些路由协议），物理层通信技术应该如何建模？(毕竟NS2, OPNET这些工具并没有实现802.15.4类似的底层协议）
希望能和您进一步交流，谢谢。：）