2023年3月28日,无线通信创新中心开门学术活动——水下通信网络技术在清华大学电子工程馆11层报告厅顺利举行。
本次活动由清华大学电子工程系无线通信创新中心主办,邀请了电子科技大学/吉林大学教授崔军红作主题报告,以及哈尔滨工程大学教授刘凇佐、华侨大学教授蔡绍滨、天津大学副教授苏毅珊、清华大学副教授孙智作技术报告。清华大学电子工程系党委书记沈渊、电子系无线通信创新中心教师周世东、王劲涛、孙智、杜军参加了本次活动,还有学术界和工业界多名专家出席,共同探讨水下通信网络技术的前沿发展。此外,本次开门学术活动还邀请了电子系因材施教项目未来通信方向的本科生参加,深入了解祖国发展海洋的重要基础科技。

活动现场
沈渊致开幕辞。他回溯了电子系科研团队的发展:为了更好服务于国家重大战略需求、面向行业的重大应用,成立了各科研团队。清华大学电子系无线通信创新中心,希望通过本次活动,联合兄弟单位以及业界精英,来共同推进国家海洋信息系统建设,为国家海洋强国战略做出重要贡献。

沈渊致辞
本次开门学术活动分为主题报告和技术报告两部分。电子科技大学崔军红教授作题为“对水声通信网络近期发展的一些思考和建议”的主题报告。报告指出,水声信息学作为水下通信组网的“核动力”,在水下通信领域发挥了巨大的作用。在水下不仅能够实现数据传输,而且还能够实现多节点之间的无线互联,形成水下互联网络,这对于海洋科学、海洋环境、商业和国防均有着重要的意义,正是水声信息将水下需求层面和应用层面连接到一起。崔军红从通信、能量、节点平台、感知、控制五个角度描述了智慧海洋通信网络系统平台的整体核心架构。最后以时间的顺序回顾了水声通信网络的发展,对水声通信网络技术的四代发展进行总结。

崔军红作报告
技术报告环节,华侨大学蔡绍滨教授作“基于云-边-端三级双向预测的水下传感网数据感知”的报告。报告指出,对于有限计算能力和能量提供的底层节点,采用简单的预测算法;对于中间层边缘节点层,找出可以移动的平台等节点,处理一些复杂的算法;对云端达到速率的节点进行进一步的预测。通过传感器节点的三级筛选减轻了水下通信信道的压力,并进行预测,从而达到水下传感网数据的感知。蔡绍滨从网络层阐述了靠计算能力来解决水声通信网络瓶颈问题的方法。

蔡绍滨作报告
哈尔滨工程大学刘凇佐教授作主题为“多体制水声通信技术及应用”的报告。刘凇佐围绕水声物理层通信技术展开,首先介绍了水声通信技术研究的现状,指出水声物理层通信的核心瓶颈在于如何在大动态范围变化的海洋下实现按照“应用—需求”牵引的稳健的水声通信技术。之后他从传统水声通信技术和新型水声通信技术两个方面出发,讲述了不同的通信体制的问题与特点。最后,他对未来的水声通信体制进行展望。

刘凇佐作报告
天津大学苏毅珊副教授的报告题目是“复杂约束条件下水声自组网安全组网机制研究”。苏毅珊从网络角度展开,介绍了水声通信组网时如何进一步实现安全组网,安全传输,以及如何克服计算、通信等稀缺资源的带来挑战,去克服浅海复杂环境无线通信的影响。针对多水下移动节点分布式集群间弱通信条件及大传输时延导致的时变探测阵列形态获知困难的问题,他提出的一种基于水下移动“柔性阵”的非合作目标被动定位机制。

苏毅珊作技术报告
清华大学电子系孙智副教授的报告题目是“面向高速低时延的水下通信:MIMO、RIS、多物理场的尝试”。针对水声通信传播时延高、传输速率低的两大难题,孙智提出了两种新颖的水下通信技术,包括水下大规模MIMO/水声RIS、以及水下超材料磁通信。他首先介绍了水下大规模MIMO与水声RIS结合的技术路线、水声RIS的硬件设计与解析建模、以及实现水声超宽带波束赋形的解决办法。随后他介绍了利用超材料的新特性、成数量级地提升水下磁通信效率的新技术,并证明了水下通信多物理场信号融合(磁通信和水声通信结合)的潜在应用价值。

孙智作技术报告
专家讨论与问答环节,清华大学电子工程系教授、通信所所长王劲涛作主持人。与会专家进行了丰富的交流和总结,得出共同结论:对于未来水下通信平台,在网络层,做单体智能时一定要考虑整体水下瓶颈所在,使得产品能够解决“真问题”;在物理层,要为网络层提高信息传输容量或感知精度,为网络层提供基础。

王劲涛主持专家讨论环节




讨论环节
会议主席周世东做会议总结。周世东指出:从地面上的几代通信系统发展来看,我们现在需要关注的不单是通信的信息传输,而要从整体的信息网络架构进行考虑。水下通信更需要一个“应用——需求”牵引的信息化网络,从物理层通信感知一体化,到更深层次的信息网络,逐步建立起信息感知、闭环的指挥控制。无论是设计通信机还是计算平台,都有很大空间。我们需要“跳出通信看通信,跳出无线看无线”,通过关注信息系统的整体效能,去真正体会瓶颈问题,筹备后续工作,为国家做出真贡献。

周世东致辞

与会合影
无线通信创新中心
无线通信创新中心的目标是建设面向新一代按需定义应用场景的无线通信平台,服务无线通信、海洋/水下通信等多个国家有重大需求方向。在水下通信网络技术方向上的研究工作包括:基于声、光、磁等多种传输机制的水下无线通信与异构融合网络、水下超材料磁通信与水声智能超表面、以及水下无人机的协同编队等。目前无线通信创新中心由周世东、王劲涛、陈巍、钟晓峰、周盛、孙智、杜军7位老师组成。
供稿|通信研究所
无线通信创新中心
编辑|陶旋姿
审核|汪 玉 李冬梅