團隊簡介:
無線通信與大數(shù)據(jù)技術是國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要重點領域及其優(yōu)先主題所包括的內(nèi)容。本學科組以無線通信、毫米波傳感與通信、物聯(lián)網(wǎng)技術、人工智能、虛擬現(xiàn)實和大數(shù)據(jù)關鍵技術研究為主,面向國家前沿、軍用和民用領域,開展前沿科學研究、關鍵技術攻關、重要技術應用開發(fā)。
隨著智能化設備的不斷普及和移動應用的廣泛使用,無線通信技術已從傳統(tǒng)的人人通信,擴展到人機通信,機器與機器通信,并不斷向著多功能化、多元化、智能化的方向發(fā)展。通信業(yè)務的多樣性,如視頻會議、在線直播、網(wǎng)絡游戲、虛擬社交平臺,以及商務信息傳輸?shù)?,對無線通信提出了智能、寬帶和更高頻譜利用率的挑戰(zhàn)。同時,隨著信息時代數(shù)據(jù)爆炸性的增長,大數(shù)據(jù)的研究已經(jīng)在社會的經(jīng)濟、政治、文化、以及人們的生活等方面產(chǎn)生了深遠的影響。當信息時代進一步的發(fā)展,人類的信息處理能力受限,人工智能研究已成為必然結果。人工智能及相關技術的發(fā)展和應用對于整個人類的生活、社會的經(jīng)濟和政治都會產(chǎn)生革命性的影響,也將直接影響國家綜合實力與戰(zhàn)略競爭力。因此,無線通信、人工智能、大數(shù)據(jù)等新理論新技術,與智慧城市、城市精細化管理、智能制造、智慧農(nóng)業(yè)、智能交通、智慧醫(yī)療、國防軍工等行業(yè)深度融合,具有廣闊的發(fā)展前景。
詳細介紹:
無線通信與大數(shù)據(jù)技術是國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要重點領域及其優(yōu)先主題所包括的內(nèi)容。本學科組以無線通信、物聯(lián)網(wǎng)技術、人工智能、虛擬現(xiàn)實和大數(shù)據(jù)關鍵技術研究為主,面向國家前沿、軍用和民用領域,開展前沿科學研究、關鍵技術攻關、重要技術應用開發(fā)。學科組由無線通信團隊、虛擬現(xiàn)實與大數(shù)據(jù)團隊合并組建而成,承擔了工信部重點招標項目、科技部863 項目、科技部國際合作項目、國家自然科學基金項目、上海市科委重點科技攻關項目、上海市經(jīng)信委專項、香港政府RGC 項目等。具體內(nèi)容介紹如下:
? 限定空間無線通信
學科組自2000年起開始限定空間無線通信技術的研究,包括:限定空間無線通信、信息安全、復雜電磁環(huán)境電子對抗、協(xié)同通信、高效調(diào)制、基帶集成電路與射頻電路等的專門技術方法,實現(xiàn)高可靠無線通信。諸如地鐵隧道、封閉場館、地下空間等限定空間是人類活動的重要場合,實現(xiàn)該空間中無線通信需要探索專門的理論并研發(fā)高可靠性的通信技術。在國家經(jīng)濟與國防建設巨大的需求下,本學科組重點結合城市軌道交通車地通信的急需解決的問題,開展了限定空間微波毫米波等頻段無線電傳播、特殊空間的信道建模、無線電測量、隧道環(huán)境無線電信道實時仿真、軌道交通信號所需的高可靠性無線電通信系統(tǒng)、限定空間新一代寬帶無線通信的接入等多方面的研究。近年承擔了國家、地方十余項科研項目,探討了隧道中無線高速信道的規(guī)律,開發(fā)了信道儀器以及軌道交通專用無線通信系統(tǒng),形成了自己的特色,取得了省部級科技獎等獎項,并在北京上海的軌道交通建設重大工程中發(fā)揮了重要作用。
◆ 主要亮點成果
(1)軌道交通車地無線傳輸規(guī)律以及信道測試
開展限定空間無線傳輸規(guī)律的研究,并完成了具有實時仿真的隧道信道測試系統(tǒng)。完成了科技部科技人員服務企業(yè)行動計劃項目《軌道交通無線通信測試平臺的研究》。項目提升了中國鐵路通信信號上海工程集團有限公司技術開發(fā)能力,在軌道交通無線通信測試平臺的基礎上,解決了企業(yè)在CBTC工程中碰到的諸如在惡劣環(huán)境下的車地無線傳輸及在開放空間外部干擾等的各種技術難題。無線DCS 系統(tǒng)測試平臺滿足了大規(guī)模無線CBTC 建設對設備性能進行實驗室測試的需求。2010年上海市國際工業(yè)展覽會高校展區(qū)一等獎以及2010年上海市科技進步獎。2014年“軌道交通及鐵路無線通信專用測試技術及應用”和2010年“城市軌道交通無線通信系統(tǒng)關鍵技術”兩次獲得上海市科技進步三等獎。2019年度與上海申通地鐵集團合作申報的 “面向軌道交通多業(yè)務融合的無線寬帶通信關鍵技術研究與應用”獲得上海市科技進步獎二等獎。
(2)高可靠性的列車控制通信系統(tǒng)
針對軌道交通無線通信暴露的可靠性隱患,重點研究基于通信的列車控制系統(tǒng)技術體制,分析列車控制的技術標準以及CBTC對通信的需求,根據(jù)無線電頻段資源的使用規(guī)定,確定CBTC專用頻點技術的基本體制架構。研究系統(tǒng)對射頻電路的特殊要求。研究開發(fā)基于具有冗余信道,可以覆蓋斷電車站的專用通信系統(tǒng)結構。研究產(chǎn)業(yè)化工程中的工藝問題。研究符合軌道交通使用的頻點下的幾種傳輸模型,分析地鐵環(huán)境無線電傳輸測試技術,測量典型隧道的傳輸特性。項目由上海大學、申通集團、卡斯柯公司等多單位協(xié)作,研制軌道交通新一代列車控制通信系統(tǒng)。2017年支撐卡斯柯公司開通我國第一條基于4G通信的列車控制武漢地鐵6號線。
(3)高速磁浮毫米波傳輸特性研究
在國家自然科學基金重點項目以及國家十三五專項項目支持下。開展針對磁浮列車微波毫米波信號無線傳輸?shù)慕Ec實時仿真理論以及隧道環(huán)境邊界層湍流的高頻電波折射率結構機理等內(nèi)容的研究,解決在MIMO寬帶無線通信系統(tǒng)在毫米波波段的傳輸問題。承擔十三五國家高速磁浮的專項研究,2019年研制了毫米波場強測試系統(tǒng)、列車控制信號通信測試系統(tǒng)等,負責我國第一部囊括高速磁浮土、車、電、控、水等全部專業(yè)在內(nèi)的集成標準《高速磁浮交通設計標準》中毫米波通信部分編寫,2021年6月發(fā)布。
(4)軌道交通無線通信的信息安全
研究軌交列車信號系統(tǒng)的功能安全與信息安全的關聯(lián)與技術條件,深入研究CBTC業(yè)務存在的信息隱患,確立保障行車安全條件下有效可靠的信息安全防護原則,建設軌道交通列車控制系統(tǒng)的信息安全需求技術條件。建設軌交具有列車控制系統(tǒng)功能安全與信息安全綜合測試條件的實驗平臺,解決功能安全與信息安全測試中極限條件設置和聯(lián)合測試等技術難題。2017年與上海申通地鐵卡斯柯等共同完成我國第一條實現(xiàn)信息安全等保三級的上海17號線,2019年首次成功試驗了國產(chǎn)祖沖之密碼,在鄭州14號線和上海18號線信息安全中使用。
◆ 主要科研項目
(1)2007-2009,上海市經(jīng)委重大技術裝備研制專項“軌道交通列車控制系統(tǒng)中無線通信系統(tǒng)的研發(fā)”
(2)2009-2010,“十一五”國家科技支撐計劃高速磁浮交通系統(tǒng)關鍵技術攻關與創(chuàng)新研究子課題“磁浮無線電系統(tǒng)場強測試技術研究”
(3)2009-2011,國家自然科學基金面上項目 “基于甚小線性調(diào)頻的超窄帶高速無線通信關鍵技術研究”
(4)2010-2011,科技部科技人員服務企業(yè)行動項目“軌道交通無線通信測試平臺”
(5)2008-2009,上海國際合作白玉蘭基金項目“城市軌道交通車地無線電通信技術合作研究”(美國密西根大學)
(6)2011-2013,申通集團項目“CBTC無線通信方式與相關技術研究”研制高可靠性地鐵信號傳輸系統(tǒng)
(7)2012-2016,國家自然科學基金重點項目 “地下軌道交通無線通信信道理論與技術”(北京交通大學、上海大學、東南大學)
(8)2012-2015,國家自然科學基金面上項目“隧道內(nèi)微波毫米波信號無線傳輸?shù)慕Ec實時仿真理論”
(9)2013-2016,國家自然科學基金面上項目“軌道交通環(huán)境邊界層湍流的高頻電波折射率結構機理”
(10)2015-2017,上海市科委重大攻關項目“城市軌道交通智能行車監(jiān)控系統(tǒng)信息安全關鍵技術研究”
(11)2016-2019 國家自然科學基金面上項目“車車信道的非平穩(wěn)時頻分析以及短時延半實物信道仿真
(12)2018-2020 上海市科委重點研發(fā)計劃“軌道交通信息安全試驗平臺及應用”
(13)2019-2020國家十三五重大專項子項“高速磁浮交通系統(tǒng)運行環(huán)境與影響因素分析及系統(tǒng)服役性能與環(huán)境可靠性關鍵技術”
(14)2019-2022 國家自然科學基金面上項目“漏泄電纜的群信道的相關性及其MIMO系統(tǒng)綜合性能的研究”
◆ 企業(yè)合作應用情況
(1)與中國鐵路通信信號上海工程公司(具有國家一級測試資質(zhì))共建“軌道交通無線通信聯(lián)合實驗室”,開展對軌道交通無線產(chǎn)品測試。
(2)與北京交通大學軌道交通列車運控與安全國家重點實驗室合作開展北京亦莊線無線系統(tǒng)的測試,保障了我國第一條CBTC國產(chǎn)化線路開通。
(3)與上海申通地鐵集團、卡斯柯信號公司、國家磁浮技術中心等共同組織的軌道交通新一代列車控制通信系統(tǒng)的研發(fā)。近三年來,共支持了上海17、15、18、武漢6、8、21、以及沈陽、西安、鄭州、南寧、長春等多地地鐵的通信工程建設。
? 無線通信
(1)2020-2021,中國科學院國家空間科學中心,“有效載荷在軌測試分析與評估軟件”
(2)2020-2021,上海航天電子通訊設備研究所(航天804所),“Ku波段衛(wèi)通系統(tǒng)收發(fā)子陣自動測試軟件”
(3)2019-2020,上海航天電子通訊設備研究所(航天804所),“Ku波段衛(wèi)通系統(tǒng)基帶及網(wǎng)絡模塊”
(4)2017-2020,自然科學基金面上項目“采用機會載波配對波束成形的OFDMA下行網(wǎng)絡高能效資源分配理論和方法”
(5)2017-2020,自然科學基金青年項目“保障用戶最小速率需求的中繼OFDMA網(wǎng)絡高能效優(yōu)化設計研究”
(6)2011-2013,國家自然科學基金面上項目“基于支持向量機的低復雜度自適應頻譜感知方法”
(7)2011-2013,比利時FNRS項目“多蜂窩干擾下OFDMA網(wǎng)絡資源分配”
? 大數(shù)據(jù)技術
(1)2018-2021,國家自然科學基金面上項目“基于幾何代數(shù)的分布式多觀測矢量數(shù)據(jù)流建模與分類”
(2)2018-2021,上海市科委國際合作項目,云霧混合計算在大規(guī)模封閉(地下)空間中行人行為分析與公共安全
(3)2015-2017,上海市科委科技成果轉化和產(chǎn)業(yè)化項目,研究了智慧生態(tài)校園建設的物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術應用及產(chǎn)業(yè)化
(4)2014-2016,國家自然科學基金青年項目“復雜場景下基于稀疏表示的聲振傳感器網(wǎng)絡協(xié)同分類識別”
(5)2017-2019,上海市科委重點項目,圖像視頻識別與分析關鍵技術
(6)2016-2017,上海市科委項目,高分辨率圖像聲納后置圖像處理技術
(7)2013-2015,科技部“863”項目,基于混合并行策略的多模態(tài)數(shù)據(jù)高性能處理技術
(8)2013-2015,上海市科委項目,區(qū)域多點分布式供能管網(wǎng)優(yōu)化節(jié)能控制技術
? 虛擬現(xiàn)實技術
(1)2014-2017,國家自然基金項目,3D點云數(shù)據(jù)模型的實時動態(tài)變形關鍵技術
(2)2015-2017,國家自然基金項目,面向桌面三維打印的基于骨架的隱式造型關鍵技術
(3)2013-2016,上海市科委項目,心臟三維影像構型算法及可視化技術
? 毫米波傳感與通信
在毫米波電掃天線、射頻電路、信號處理和系統(tǒng)集成等方面有深厚的技術積累。面向新能源領域的風力發(fā)電廠和智能風機對測風的迫切需求,首次運用毫米波技術開發(fā)了地基式測風雷達,機艙式測風雷達和風機葉片凈空探測雷達系列產(chǎn)品,有效的解決了測風塔易倒塌、激光雷達雨霧天適應性產(chǎn)和聲波雷達精度低等技術缺陷,實現(xiàn)了全天候工作、性能穩(wěn)定、價格優(yōu)惠、國產(chǎn)化等特點,為風電行業(yè)的風場選址和增加發(fā)電量提供了一個嶄新的更合適的解決方案,對新能源和雙碳經(jīng)濟賦能增效。
? 遙感與信息處理技術
2021-2024年,國家自然科學基金項目,研究提高合成孔徑雷達數(shù)據(jù)反演降水分布精度的關鍵問題。
2019-2021年,上海市氣象科學研究所橫向項目, 研究了基于誤差分析的遙感通道組優(yōu)選方法。
2018-2020年,上海市氣象科學研究所橫向項目, 研究了衛(wèi)星高光譜區(qū)域碳分布反演與驗證技術。
2017-2018年,上海航天技術研究院橫向項目,論證了某星載SAR方案。
2016-2017年,國家衛(wèi)星氣象中心橫向項目,研究了高分三號SAR降水反演算法。
2015-2016年,上海市科委創(chuàng)新項目,研究了北斗導航衛(wèi)星數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與大氣參數(shù)反演。
2013-2014年,上海市科委國際合作項目,研究了提高降水測量雷達衛(wèi)星遙感精度的關鍵技術。
2011-2013年,上海市科委創(chuàng)新項目,研究了上海城市熱氣候災害遙感監(jiān)測技術及預警系統(tǒng)。
2010-2011年,國家自然科學基金項目,研究了星載SAR測雨的模型與反演算法。
? 量子人工智能
2012年起承擔了多項國家自然基金重點項目和面上項目,采用量子效應人工智能算法研究密碼設計和破譯,并完成了國際上首次真實量子計算機密碼設計,取得了國際上最好的量子計算破譯RSA公鑰密碼算法實驗結果。
2018起年承擔了國家級國防項目和密碼科學與技術國家重點實驗室開放基金,研究了基于***的大數(shù)據(jù)分析理論與技術,在小樣本機器學習等領域取得重要進展。
獲得2019年中國人工智能學會杰出貢獻獎,2015年中國電子學會全國優(yōu)秀工作者稱號。
近年來,通過項目的鍛煉,學科組形成了由鄭國莘、萬旺根、王瑞教授領銜的老、中、青結合的科技攻關隊伍,在無線通信、毫米波傳感與通信、物聯(lián)網(wǎng)技術、人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實等相關理論研究、關鍵技術攻關、重要技術應用、嵌入式軟硬件開發(fā)等方面具有較高水平,為下一步承接國家級及市級的重大項目做好了準備。
學科組依托三個平臺:上海大學智慧城市研究院,毫米波傳感與通信實驗室,軌道交通安全聯(lián)合實驗室與寬帶無線通信實驗室。上海大學智慧城市研究院建立了國內(nèi)比較完備的研究開發(fā)基地,配備了GPU高性能深度學習工作站,共享存儲系統(tǒng),無人機,3D掃描儀,3D投影儀和VR,AR設備等。毫米波傳感與通信實驗室擁有天線微波暗室(400MHz-67GHz)、矢量網(wǎng)絡分析儀(67GHz)、信號分析儀(90GHz)、信號發(fā)生器(90GHz)等大型儀器設備。軌道交通安全聯(lián)合實驗室與寬帶無線通信實驗室經(jīng)過三期“211”工程建設及三期上海市重點學科建設,建立了國內(nèi)比較完備的接入網(wǎng)研究開發(fā)基地,裝備了一批較先進的寬帶無線通信儀器設備。
下一步學科組的目標是面向智能無線通信、天地一體化物聯(lián)網(wǎng)技術、毫米波雷達、智能視覺、虛擬現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)處理、人工智能,衛(wèi)星遙感等關鍵技術,開展前沿科學研究、關鍵技術攻關、重要技術應用開發(fā)。
? 智能無線通信:研究城市軌道交通、高速磁浮交通等的無線通信信道、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶匦砸?guī)律,為實現(xiàn)可靠、安全的信號通信提供技術基礎。研究高效寬帶的智能無線網(wǎng)絡,突破傳統(tǒng)通信的時空制約因素,探索輕量化綠色人工智能信息通信網(wǎng)絡基本理論、架構和關鍵技術等。
? 天地一體化物聯(lián)網(wǎng)技術: 探索未來天地一體化物聯(lián)網(wǎng)技術、空間信息網(wǎng)絡的架構、頻譜感知、資源管控、自組織網(wǎng)絡組網(wǎng)的理論和方法,以提升未來空間信息網(wǎng)絡的服務能力。
? 毫米波雷達:重點研發(fā)地基式測風雷達,機艙式測風雷達和風機葉片凈空探測雷達系列產(chǎn)品,推動毫米波雷達產(chǎn)業(yè)化應用。
? 智能視覺:研究深度學習中的遷移學習、增量學習、主動學習等問題,并將它們應用于圖像識別、視頻理解、目標跟蹤等方面;研究基于深度學習的3D建模和3D物體識別方法,將深度學習方法與虛擬現(xiàn)實技術相結合。
? 大數(shù)據(jù)處理:研究多模態(tài)表示學習方法,通過機器學習的方法實現(xiàn)處理和理解多源模態(tài)信息的能力。
? 量子人工智能:研究量子效應人工智能,應用于密碼破譯、網(wǎng)絡空間安全、城市精細化管理和軍事大數(shù)據(jù)理論。
? 衛(wèi)星遙感技術:研究微波和遙感技術,應用于SAR衛(wèi)星,衛(wèi)星碳排放監(jiān)測等。
無線通信與大數(shù)據(jù)學科方向的發(fā)展具有廣闊的前景,希望有志于從事相關領域研究的同學進入學科組攻讀博士及碩士學位。
團隊成員:
姓名 | 職稱 | 辦公室 | 研究方向 | 電子郵件/聯(lián)系電話 |
鄭國莘 | 教授 | B317 | 限定空間無線電通信 | gxzheng@staff.shu.edu.cn |
萬旺根 | 教授 | T701 | 虛擬現(xiàn)實、機器學習、社交網(wǎng)絡大數(shù)據(jù) | wanwg@staff.shu.edu.cn |
王瑞 | 教授 | A502 | 天地一體化物聯(lián)網(wǎng)技術、智能信息處理 | rwang@shu.edu.cn |
王濤 | 教授 | T425 | 無線通信與信號處理 | twang@shu.edu.cn |
朱秋煜 | 教授 | T709 | 機器視覺與視頻處理 | zhuqiuyu@staff.shu.edu.cn |
謝亞楠 | 教授 | T447 | 微波與遙感信號處理 | yxie@shu.edu.cn |
王潮 | 教授 | T713 | 網(wǎng)絡空間安全、人工智能、量子計算 | wangchao@shu.edu.cn |
羅勇 | 副教授 | T227 | 毫米波傳感與通信 | y_luo@shu.edu.cn |
王向陽 | 副教授 | T703 | 智能視覺 | wangxiangyang@shu.edu.cn |
趙恒凱 | 副教授 | B319 | 電波傳播、無線通信 | zhaohk@shu.edu.cn |
翟旭平 | 副教授 | B321 | 寬帶無線通信技術 | zhaixp@shu.edu.cn |
王旭智 | 副教授 | B509 | 智能視覺,嵌入式人工智能 | wangxzw@shu.edu.cn |
張雪凡 | 高級工程師 | B319 | 無線傳感網(wǎng),微弱信號處理 | 10002461@t.shu.edu.cn |
錢峰 | 高級工程師 | T414 | FPGA硬件系統(tǒng),無線通信 | hayiji@163.com |
沈明華 | 講師 | T409 | 寬帶無線通信技術 | shenmh@shu.edu.cn |