2023年4月22日至23日,清华大学电子工程系校庆学术论坛“信息与通信工程”分论坛在清华大学电子工程馆顺利举行。11位来自学界信息与通信工程领域的学者参加论坛并作主旨报告,共同就前沿热点问题与关键技术进行深入讨论,展望未来发展趋势。清华大学电子工程系教授戴凌龙、副教授周盛主持22日论坛,清华大学电子工程系副教授姚铮,副教授张卫强主持23日论坛。清华大学电子工程系系副主任吴及致欢迎辞。
开幕致辞中,吴及代表清华大学电子工程系对各位嘉宾、老师的到来表示热烈欢迎。吴及提到,电子信息电子信息技术的快速发展对我们产生了深远的影响。电子信息学科还表现出了越来越强的的渗透性,作为工程学科中的基础学科,与理、工、医、文、管理等各个学科门类广泛交叉,成为很多学科和行业发展的重要驱动力。希望本次论坛将成为师生们深入学习、交流的平台,为推动信息与通信工程的学科建设、培养高层次人才提供重要支撑。最后,他对本次参会的专家表达了感谢。
吴及致辞
22日下午Session1举行,有6位嘉宾进行了分享。
尤肖虎
6G极致连接基础理论与技术研究进展
东南大学教授尤肖虎为总结了6G极致连接的基础理论概况,并与在场师生分享了团队的研究成果。在研究背景方面,他介绍了6G目前的发展趋势,总结了6G具有强连接、强计算、强智能、强安全四大属性,全频谱、全覆盖、全应用三大特征。在理论研究方面,他指出在传统单输入、单输出的模式下,传输速率、传输时延、传输可靠性构成了不可能三角,但在多输入、多输出的传输条件下存在可能解。同时,在极低时延条件下会出现容量崩塌效应,但通过空时互换,系统传输性会保持稳定。在研究成果方面,他展示了团队在太赫兹无线通信方面的突破,该项目创造了目前世界上公开报道的太赫兹实时无线通信的最高实时传输纪录。
尤肖虎作主旨报告
冯志勇
面向智能机器的通感算一体化无线网络
北京邮电大学教授冯志勇主要介绍了“面向智能机器的通感算一体化无线网络”的问题挑战与关键技术。她认为目前的无线网络通感算功能分离,难以满足智能机器闭环控制的低开销低时延要求,从而造成了数字空间与物理空间的分裂。随着6G时代的到来,她表示可以通过通信感知一体化,连接智能机器,赋予其思考能力,从而实现信息世界和物理世界的耦合。她提出了通感算一体的网络架构,利用时频空码多元资源,提升通感算赋能的网络化感知与资源管理,实现机器之间的“所见即所通”。最后,她对基础理论、架构与组网方案、空口技术方案、通感算资源管理与性能互换、智能计算等提出了未来展望。
冯志勇做主旨报告
颜永红
声学特征驱动的音频识别技术研究
中国科学院声学所教授颜永红分享了音频听觉感知、自动语音识别、面向声学应用的大数据分析方面的研究现状及研究成果。在研究现状方面,他表示近年来随着人工智能技术的迅猛发展,语音及音频技术的识别能力得到了长足的发展,声学及语言模型均呈现出了大数据、大计算和大模型的特征。在研究成果方面,他做出了学术界最早的端到端学习框架代表性工作之一,成果发表于IEEE ICASSP1997。他所在室验室主导了自主可控语音信号处理平台的研发与设计,该成果支持高效训练与推理部署,为三大运营商、南方电网、上海汽车等提供智能语音能力平台,并支持智能语音质检。他的研究团队是多个行业国内第一个语音识别应用的核心技术提供商,包括夏普、步步高、百度、腾讯、阿里等。同时,团队在新冠肺炎期间通过频谱分析开发了“基于咳嗽音的新冠检测”小程序,累计使用超过6500万次。
颜永红做主旨报告
彭木根
低轨通信卫星手机直连与星地融合
北京邮电大学信息与通信工程学院彭木根教授介绍了在6G空天地海一体化背景下低轨卫星互联网的国内外研究现状及其他所在团队最新的研究进展。他首先介绍了卫星互联网、星地深度融合、手机直连等技术的国内外发展状况,指出手机直连低轨通信卫星的关键技术包括链路级信号处理、多星多用户协同组网、星上处理与分布式计算、星间动态一体化组网等。为解决现有国内外手机直连低轨通信卫星方案传输速率低这一核心难题,聚焦随机接入、链路切换、波束管理和资源调配等关键问题,他重点介绍了新的二维ZC序列及改进的二步随机接入、面向降低接入时延和星间切换频率的多指标融合快速主动切换、宽窄波束自适应变换、以业务为中心的时频空资源联合调度等关键技术的解决方案。此外,他也介绍了星地融合和通信遥感融合试验,特别是他的团队在国内首次完成了低轨宽带通信卫星与5G专网互联互通试验,代替了光纤通信,实现异地专用无线网络互联互通。他表示未来将一步研究基于软定义载荷的TDD通信卫星、卫星通信系统白盒化、星载边缘计算、卫星区块链、遥感计算一体化等核心技术。
彭木根做主旨报告
马思伟
沉浸媒体编码技术标准与应用
北京大学教授马思伟介绍了目前沉浸媒体编码技术的标准及团队研究成果。首先,他介绍了沉浸媒体的内容与形式,目的是尽可能地让用户感受到虚拟世界的真实。相比于传统视频应用,未来应用前景更加广阔的沉浸视频编码、传输和交互都需要新的技术、标准支撑。他从JPEG PLENO编码标准讲起,表示目前有关沉浸媒体高效编码的标准有如下几个:MPEG-I标准、AVS/IEEE标准及MPAI元宇宙模型。在研究成果方面,他所在的实验团队研究的RealVR以OAMF标准为基础,优化了用户体验,降低了部署成本。同时,团队也研发了基于深度学习的视角预测的自适应传输,并与博物馆合作,面向中国传统长卷古画,自动生成六自由度VR场景,通过注视和距离引导提升用户内容认知水平。最后,他指出沉浸媒体是未来媒体的发展趋势,有关沉浸媒体内容的规模生产、分发将促进技术的发展和标准的融合。
马思伟做主旨报告
陈为
AI信源信道联合编码
北京交通大学教授陈为介绍了如何利用AI进行信源信道联合编码。在传统通信系统中,信源和信道编码通常作为两个模块独立设计。但随着迅速增长的业务需求和有限频谱资源之间的矛盾愈发凸显,将二者联合编码能够提高频谱效率,克服门限效应,适用语义通信。信源信道联合编码面临着泛化性、适应性、实用性和安全性的挑战,陈为的团队针对这些技术难关进行了逐一突破,对AI信源信道联合编码进行概念验证,利用单一AI适应了不同的信道场景,试图调和加密与隐私保护之间的内在矛盾,并对目前通信中的CSI反馈压缩进行了优化。最后,他提出AI信源信道联合编码以数据和训练复杂度为代价,换取设计和实现复杂度的降低。尽管距离广泛应用仍有很多差距和挑战,但AI语义信道联合编码是未来面向任务的语义通信的主要途径之一。
陈为做主旨报告
23日上午Session2举行,有5位嘉宾进行了分享。
潘成胜
确定性韧性网络的发展
南京信息工程大学教授潘成胜的分享聚焦于确定性韧性网络的发展,从智能化战争与确定性韧性网络、确定性韧性网络理论与关键技术、确定性韧性网络与未来挑战三个方面展开。在智能化战争与确定性韧性网络方面,重点讲述了智能化战争对确定性韧性网络的新需求,即要求其具备全域覆盖、跨域融合、弹性泛在、敏捷适变、智能应用的能力;在确定性韧性网络理论与关键技术方面,重点讲述了确定性韧性网络的技术特征、科学问题和理论、网络通信体系架构和关键技术等,并阐明了如何在这样的理论指导下,实现频谱感知、频谱机动、波形机动,以及流量感知、网链融合等;在确定性韧性网络与未来挑战方面,重点指出了基于确定性韧性网络的未来军用互联网系统应该具备的能力。
潘成胜做主旨报告
袁东风
关于无线通信未来发展的思考与实践
山东大学教授袁东风基于对无线通信未来发展的思考与实践,进行了分享。袁东风认为在世界面临“百年不遇之大变局”之时,我国无线通信技术与计算机技术已经到了工业革命的前夜,面临着诸多挑战。后香农时代必须回答通信时延、网络容量、数据驱动、用户行为等基础理论问题,而不能沿用2G 3G 4G乃至5G一直追求的“通信速率”这一单一维度的提升。B5G及其6G的研究必须满足国家重大需求、并尽快在工业互联网、智能制造、智能车联网等行业领域落地应用。面向6G是什么的时代拷问,袁东风分享了其团队在:低时延无线通信、适用于工业互联网的语义通信、通信与计算的融合、通感算一体化、基于大数据的无线通信以及数字孪生使能的新一代无线通信等前沿方向的探讨与实践。
袁东风做主旨报告
崔嵬
扩频信号精密测量技术及应用
北京理工大学教授崔嵬围绕扩频信号精密测量技术及应用,从扩频技术概述、扩频技术在空间交会对接测量中的应用、扩破技术在航空测控中的应用三个维度展开分享。崔嵬主要提出两个扩频信号处理的技术应用,其一为空间交会对接测量,其二为航空测控。空间交会对接测量的关键需求是持续稳定的高精度测量,但因远场信号微弱、近场非平面波、变轨调姿等制约因素影响,该技术面临着大范围高精度动态定位测量的挑战。基于此,崔嵬提出伪码调相连续波——直接序列扩频(DSSS)可以有效提高测算精度。在航空测控通信方面,崔嵬团队研究的扩频关键技术因其具有的抗干扰能力和测量高精度已在北斗三号应急测控数传一体机中被广泛运用。
崔嵬做主旨报告
曹先彬
临空信息网络关键技术及应用
北京航空航天大学教授曹先彬做了主题为“临空信息网络关键技术及应用”的分享。曹先彬认为临近空间属于战略空间,临空信息网络是以空间运动平台(临近空间飞行器、无人机等)为载体、实时获取、传输和处理空间信息的网络系统,相比地面网络覆盖范围更大,相比卫星网络更易用于解决盲区问题,因此可以作为通信系统的有力补充,也体现了天空地海一体化的6G未来发展趋势。构建临空信息网络的核心技术包括空基平台专门研发、异质平台按需互连、网络信息可靠传输、混合空域安全运行、面向任务的服务保障等。临空信息网络经过多年的研发,部分技术、设备与系统已在铁路安全保障、边海防等领域得到初步应用,展示了其广泛的应用前景。最后,曹先彬表示临空信息网络的研究还需要持续深入,特别是针对具体行业应用(如气象探测等)的任务载荷系统将是未来的发展重点之一。
曹先彬做主旨报告
董希旺
集群系统协同控制理论
及在飞行器集群中的应用
北京航空航天大学教授董希旺重点介绍了集群系统协同控制理论及在飞行器集群中的应用。在研究背景部分,他从集群系统及集群智能出发,指出集群智能是人工智能发展的必然趋势。在重点概念部分,董希旺讲解了集群系统的三个组成要素:智能体、交互方式、行为规则,以及四个典型特征:自主性、协同性、扩展性、涌现性。这些特性也造成了集群系统约束多、要求高、保障难等巨大挑战。为了支撑相关理论结果,董希旺团队还自主研制了一套基于无人机协同验证平台系统,已在许多领域被广泛应用。
董希旺做主旨报告
“清华大学112周年校庆电子工程系学术论坛”由清华大学电子系主办,按照学科分为信息与通信工程、电子科学与技术两个分论坛,旨在促进电子信息领域的创新研究成果交流与学术前沿问题探讨,重点聚焦中国科技发展过程中亟待解决的“卡脖子”瓶颈,实现新时代电子科学与技术融合发展,助力国家创新驱动发展战略。
论坛合影
编辑|陶旋姿
审核|汪 玉 李冬梅