华中科大江涛教授做客名师讲堂谈无源背向散射通信

文:人力资源部教师发展中心 / 来源:信通学院 党委教师工作部、人力资源部 / 2021-03-30 / 点击量:566

  3月26日,华中科技大学教授,IEEE Fellow江涛教授应邀做客人力资源部教师发展中心“名师讲堂”,为我校师生带来题为“无源背向散射通信的基本原理、关键技术和典型应用 ”的学术报告。报告由信息与通信工程学院杨鲲教授主持,相关专业的师生聆听了报告并参与了相关交流与探讨。

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  江涛教授在讲座中給大家详细讲解了无源背向散射的优势,无源背向散射设备通过从环境电磁波汲取能量,并调制环境电磁波以完成信息传输,工作过程无需电池供电。相比于传统通信的瓦级功耗和有源背向散射通信的毫瓦级功耗,无源背向散射可将通信功耗降低至微瓦级。凭借此绝佳优势,其被美国知名信息技术研究和咨询公司Gartner称为未来五年十大无线技术之一,将推动通信技术革命性发展。接着他讲解了无源背向散射的基本原理以及三大技术难点:(1)自干扰严重:背向散射信号和射频信号处于同一频段,从而在广覆盖下会产生严重自干扰;(2)信道变化强烈:背向散射信号经历双重信道,信道变化剧烈;(3)接收信号强度低:背向散射标签不能主动发送信号,只能散射信号,因此接收信号强度低。针对这三大技术难点,江教授分别从新型调制、编码、波束赋形三大关键技术突破性能瓶颈,为以上难题提供相应地解决思路:(1)针对自干扰严重问题,利用频移键控调制抑制射频信号自干扰;(2)针对信道的强烈变化,通过挖掘信道极化特性,自适应于动态变化信道;(3)针对接收信号强度低,通过能量波束赋形,提升接收信号强度。

  江涛教授结合实际情况,讲解了无源背向散射在实际中的典型应用。(1)安全认证:由于智能家居、小型化群体机器人以及可穿戴物联网易受恶意攻击,因此有必要进行可靠的身份认证。具体地,需要修复认证协议漏洞、建立可靠互信机制、防止隐私数据泄漏。通过大量实践工作,江教授团队所提方案在仅使用3个背向散射标签的场景下,验证成功率可达93.7%,其中,所提方案在室内外环境中认证精度高达96%以上。另外,针对可穿戴标签安全认证所提的方案在不同测试条件下,验证成功率可达93.2%;(2)室内定位:高精度室内定位技术是实现智慧城市的必要需求,然而,传统技术难以适用于复杂的室内环境,并且依赖于昂贵的硬件设施。针对该应用需求,江教授团队首次实现了无人机与信号源间隔数个房间的定位,定位精度可达33.66厘米。江教授提出,无源背向散射依靠其高速率、广覆盖、高能效、高保密、精准定位以及广泛应用等特性,将成为一项颠覆性的技术。

  讲座结束后,与会师生与江涛教授就相关学术问题进行了深入交流。江涛教授还分享了个人成长和发展经历,为同学们提供了如何在专业领域提升自己的宝贵建议,老师和同学们纷纷表示受益匪浅。

  本次名师讲堂由人力资源部教师发展中心主办,信息与通信工程学院承办。


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  江涛,华中科技大学教授、博士生导师,IEEE Fellow,是国家第六代移动通信技术研发总体专家组成员、国家杰出青年科学基金获得者、享受国务院政府特殊津贴,长期从事于群体智能、多载波宽带通信、天地一体化信息网络等研究,现已发表学术论文400余篇,其中IEEE期刊论文250余篇,出版专著4部、编著2部、参编4部,申请国家发明专利50余项,其中授权30余项,PCT专利10余项,以第一完成人身份先后获国家技术发明二等奖、湖北省自然科学奖一等奖、中国电子学会自然科学奖一等奖等。他所提出的校验级联极化码(PCC Polar Code)被正式采纳为5G标准,受邀担任China Communications副主编和IEEE Network、IEEE Transactions on Signal Processing,IEEE Transactions on Vehicular Technology,IEEE Communications Surveys and Tutorials,IEEE Internet of Thing等期刊编委。

 

编辑:何易虹  / 审核:林坤  / 发布者:林坤