科创中国
无线网络智能边缘性能边界理论与优化方法
发布时间: 2025-06-19
基本信息
合作方式：
作价入股
成果类型：
发明专利,软件著作权
行业领域：
电子信息技术,新一代信息技术产业,通信技术,计算机及网络技术,微电子技术,下一代信息网络产业,新兴软件和新型信息技术服务
成果介绍
本项目针对物联网终端高功耗、并发通信能力不足等难题，提出“近零功耗软件定义物联网技术体系”，通过“动态阻抗计算与控制反射通信机理”，实现10微瓦级功耗下大规模并发通信与网络敏捷编程。主要创新：1）首创基于频域特征映射的低功耗反射通信方法，支持千余终端并发及厘米级定位；2）提出时域特征映射的软件定义体系，提升复杂场景传输可靠性；3）研制世界首款集成获能、唤醒、反射通信及物理层可编程芯片，功耗仅1.1微瓦，性能国际领先。
项目获授权发明专利23项、软件著作权6项，出版Springer专著2部，发表CCF A/B类论文80篇，主导制定IEEE及国家行业标准5项。成果鉴定为“核心技术自主可控，整体国际先进，多芯片并发与软件配置技术国际领先”。技术应用于国产大飞机、导弹导引设备、人工耳蜗等领域，打破国际垄断，人工耳蜗植入费用从30万元降至1.85万元，累计帮助9183位患者，新增产值7.35亿元；助力3家工厂获评“制造业灯塔工厂”，新增产值1.84亿元。成果入选“2022-2023物联网十大科技进展”，获国际会议最佳论文奖3项、竞赛全球第一名1次，培养国家级竞赛获奖学生10余人。
成果亮点
1. 国际领先的超低功耗技术：全球首次实现10微瓦级正交频分多址接入（OFDMA），支持千余终端并发通信，功耗较传统技术降低2-4个数量级，续航提升4倍以上。
2. 软件定义网络架构创新：首创基于时域/频域特征映射的可编程物理层模型，实现协议参数动态配置与异构场景自适应，传输可靠性提升30%。
3. 首款集成化反向散射通信芯片：突破多子载波调制与射频基带联合设计，研制出全球首款集散能、唤醒、反射通信于一体的芯片，性能指标超越DARPA、NASA公开成果。
4. 军民融合应用突破：技术覆盖军事（导弹导引、星载通信）与民用（大飞机、人工耳蜗）领域，解决飞机总装产线“最后一米”无线连接难题，推动智能制造升级。
5. 社会效益显著：人工耳蜗技术普惠近万听障患者，降低医疗成本95%；助力工业场景节能降耗，入选达沃斯“灯塔工厂”，引领行业标准国际化。
团队介绍
田晓华教授团队长期从事物联网超低功耗通信与感知技术研究，主要研究方向为“近零功耗软件定义物联网关键技术与核心芯片”。近零功耗，指十微瓦级通信功耗，是典型物联网“强终端”（如Wi-Fi）通信功耗的万分之一；软件定义，指能对网络传输行为进行敏捷编程使其灵活适变。主要针对大量功耗敏感的“弱终端”（如工业微机电传感器、电子标签）如何在复杂异构环境下高效连接上网的难题。经过多年联合攻关，提出了近零功耗软件定义物联网技术体系，通过揭示并应用“基于动态阻抗计算与控制的反射通信机理”，使网络终端在 10 微瓦级功耗约束下，实现了大规模并发通信和网络敏捷编程。项目从接入机制、体系结构、芯片设计等多个层面实现了技术突破，关键技术成果应用于导弹导引设备、国产大飞机、国产人工耳蜗等。团队相关成果授权发明专利 23 项,发表学术论文 80 篇。整体技术达到国际先进水平，多芯片并发与软件配置技术水平国际领先。经济效益显著，具有重要的军事价值和社会价值，推广应用前景广阔。
成果资料
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