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关于合作申报高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)项目公示内容

发布时间:2018-07-11

高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)项目公示内容

申报类型

【】 自然科学奖       自然奖—直报类

项目名称

大型分布式网络结构的研究

推荐单位

南京大学

项目简介

随着计算机网络的日益发展,大型分布式网络变得尤为重要。本项目针对互连网络、对等网络和传感网络,围绕网络结构控制与优化这一研究主线,从规模大型化、组网自主化和通信无线化三个方面探索大型分布式网络结构的基本原理和关键技术。下面基于10篇代表性论著,简述我们的研究成果。

针对互连网络,着重解决规模大型化问题。证明了Sacromani提出的四度Cayley图同构于蝶形图,从而推翻了Sacromani的一系列结论。这一成果同时在数学界和计算机界被引用,包括《Discrete Applied Mathematics》、《Mathematical and Computer Modelling》、《Networks》、《SIAM J. Computing》、《IEEE TPDS》等刊物。提出了超立方体联结圈的两种平面布局方案,分别提供了到目前为止在布局面积和布线长度方面最好的结果。这些成果对沿用了二十年之久的Preparata-Vuillemin布局面积减少了一半以上。还进一步解决了这种网络结构能在面积和线长两方面同时达到最小化的难题,这给Blum定理提供了一个例证。提出了单向网络路由算法。只需要很小的开销,便能使互连网络方便地扩展到单向链路。

针对对等网络,在规模大型化的基础上,着重解决组网自主化问题。提出了一种常数度数的拓扑结构Cycloid,每次查询只需O(logN)步,并且每个节点只需维护O(1)个邻居。在网络规模较大和节点出入频繁的对等网络中,Cycloid比同类系统的优势更为明显。目前CycloidViceroryKoorde并列为三个典型的常数度数的对等网络系统。提出了复制和编码相结合的数据冗余策略,明显地提高了数据的可用性。出版了国内首部对等网络方面的专著《对等网络:结构,应用与设计》,获得中国大学出版社协会评选的优秀学术著作一等奖。

针对传感器网络,在规模大型化和组网自主化的基础上,着重解决通信无线化问题。提出了多种分簇算法,其中以能量高效为目的的分簇算法EECSEEUC已成为本领域的经典工作。这些算法允许簇规模动态变化,比同类算法的效率有大幅度提高,在单跳情况下更被证明为最优。《IEEE TPDS201312月公布我们的相关论文为该刊 2007年以来被引次数最多的文章。

理论联系实际,实现了多个原型系统。神笔系统iBrush应用无线传感器网络实现光信号定位与跟踪,可用电筒在空中写字或绘画,获得ACM MOBICOM 2009最佳展示提名奖。天音系统iSound,使用软件无线电的方式,能将多种异构网络高效互联起来,从而将自然界感知的任何紧急信号传播到尽可能广的范围,获得IEEE INFOCOM 2011系统展示一等奖。

根据完成单位及完成人数量自行增加本页表格

主要完成单位情况表

单位名称: 南京大学

对本项目的贡献:

南京大学作为第一完成单位,针对互连网络、对等网络、及传感器网络,围绕网络结构控制与优化这一研究主线,从规模大型化、组网自主化和通信无线化三个方面探索大型分布式网络结构的基本原理和关键技术,并实现了多个原型平台。

主要完成单位情况表

单位名称:上海交通大学

对本项目的贡献:

上海交通大学作为第二完成单位,主要负责探索无线网络方面的基本原理和关键技术等。

主要完成人情况表

姓名:陈贵海

排名:1

技术职称:教授

工作单位:南京大学

完成单位:南京大学

曾获科技奖励情况:2002年获国家自然科学基金委员会项目特优秀评价,2009年获ACM Mobicom 最佳展示提名奖,2009年获中国大学出版社协会优秀学术著作一等奖,2011年获IEEE INFOCOM 展示一等奖,2012年获中国科学技术信息研究所颁发的中国百篇最具影响国内学术论文奖,2013年获《IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems 2007~2013年间论文被引最高评价。2015ICNP最佳论文奖,2017INFOCOM最佳论文提名奖。2015年教育部自然科学一等奖等(第一完成人)

本人对本项目的主要学术贡献:项目发起人和主持人,其他完成人均曾为本人直接指导的研究生。8篇代表作中,通讯作者7次,第一作者4次。投入本项目工作量占本人工作量80%以上。提出Cube-Connected Cycle网络的多种平面布局方案,使得面积和线长能同时达到最小化,为Blum定律提供了实际佐证。提出常数度数的Cycloid拓扑结构,即只需维护常数大小的路由表,就可在O(logN)跳内从一节点到达其它任意一节点。被评为目前三大常数度数的P2P网结构之一。倡导理论联系实际,设计并实现了神笔系统和天音系统,获得了CCF A类会议MOBICOMINFOCOM的展示奖。

主要完成人情况表

姓名:吴帆

排名:2

技术职称:教授

工作单位:上海交通大学

完成单位:上海交通大学

曾获科技奖励情况:CCF-Intel青年学者提升计划,CCF-腾讯犀牛鸟计划,《IEEE Trans. on Parallel & Distributed Systems》优秀服务奖。2015年教育部自然科学一等奖等(第三完成人)

本人对本项目的主要学术贡献:20049起于南京大学攻读硕士学位,毕业后至今一直与导师保持合作研究关系。承担科研创新和技术发明的具体工作。投入本项目的工作量占本人工作量的70%以上。是代表作8的共同作者。

主要完成人情况表

姓名:李振华

排名:3

技术职称:助理教授

工作单位:清华大学

完成单位:南京大学

曾获科技奖励情况:2009年获中国大学出版社协会优秀学术著作一等奖。2015年教育部自然科学一等奖等(第四完成人)

本人对本项目的主要学术贡献:20059月至20085月,作为南京大学硕士生,为对等网络项目的组织、部署、实施等进行了大量的调研与探索工作。投入本项目的工作量占本人工作量的70%以上。是代表性论著7的第二作者,撰写了学术专著《对等网络:结构、应用与设计》,对国内相关领域的科研和教学产生了广泛影响。目前本书在国内几大主要电商平台(亚马逊、当当网、京东网、淘宝网和互动出版网等)均有销售且广受好评。也被许多高校和企业采纳为教材,包括清华大学软件学院、北京大学软件和微电子学院、中科大计算机系、国防科大计算机系、腾讯公司、PPTV.com公司等。

主要完成人情况表

姓名:吴小兵

排名:4

技术职称:资深研究工程师

工作单位:University of Canterbury

完成单位:南京大学

曾获科技奖励情况:2009年获中国大学出版社协会优秀学术著作一等奖。2015年教育部自然科学一等奖等(第二完成人)

本人对本项目的主要学术贡献:200509月进入南京大学攻读博士学位,毕业后留校,2016年至University of Canterbury工作。承担了科研创新和技术发明的具体工作,投入本项目的工作量占本人工作量的70%以上。是代表作1的第一作者,从理论上回答了无线传感器网络中的节点非均匀分布策略能否避免能量空洞的问题。提出了一种能够在网络中实现次优能耗均衡的节点分布策略及相应的路由算法。在无线传感器网络中,节点一但耗尽电池能量,将不能继续工作,网络出现能量空洞。以往的研究证明均匀的节点分布策略不能避免能量空洞问题的出现。非均匀的节点分布策略能够延缓能量空洞的出现,但是能否避免能量空洞的问题仍然未知。我们证明了即使采用非均匀分布策略,能量空洞问题仍然不能避免。

主要完成人情况表

姓名:戴海鹏

排名:5

技术职称:助理研究员

工作单位:南京大学

完成单位:南京大学

曾获科技奖励情况:2015年获江苏省计算机学会优秀博士论文奖。2015ICNP最佳论文奖,2017INFOCOM最佳论文提名奖。

本人对本项目的主要学术贡献:201009月进入南京大学攻读博士学位,毕业后留校至今。,为无线传感器网络项目的组织、部署、实施等进行了大量的调研与探索工作,投入本项目的工作量占本人工作量的70%以上。是代表作8的第一作者,提出了一种衡量无线充电网络中无线充电器对可充电设备能量供给质量的有效衡量方法。



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