团队介绍

团队简介:
        无线通信技术是国家中长期科学和技术发展规划纲要重点领域及其优先主题所包括的内容。本学科组以限定空间无线通信、宽带无线通信、物联网技术、及其信号处理关键技术研究为主,面向国家前沿、军用和民用通信体制,开展前沿科学研究、关键技术攻关、重要技术应用开发。
随着智能化设备的不断普及和移动应用的广泛使用,无线通信技术已从传统的人人通信,扩展到人机通信,机器与机器通信,并不断向着多功能化、多元化、智能化的方向发展。通信业务的多样性,如视频会议、在线直播、网络游戏、虚拟社交平台,以及商务信息传输等,对无线通信提出了智能、宽带和更高频谱利用率的挑战。5G通信技术、天地一体化空间信息网络是国家的重点工程,其具有更高的传输效率和更强的安全保障,让智能化网络技术能够以更快速、更便捷的方式应用到人们的生产生活中去,进一步打破时间与空间上的限制,让地球成为一个真正的地球村。

详细介绍:
        无线通信技术是国家中长期科学和技术发展规划纲要重点领域及其优先主题所包括的内容。本学科组以限定空间无线通信、宽带无线通信、物联网技术、及其信号处理关键技术研究为主,面向国家前沿、军用和民用通信体制,开展前沿科学研究、关键技术攻关、重要技术应用开发。主要研究方向包括:限定空间无线通信、宽带无线接入技术、多天线系统、频谱感知、集成电路设计、通信信号处理、天地一体化物联网技术、空间信息网络、智能无线网络、大规模自组织网络、智能信息处理等方面。
        随着智能化设备的不断普及和移动应用的广泛使用,无线通信技术已从传统的人人通信,扩展到人机通信,机器与机器通信,并不断向着多功能化、多元化、智能化的方向发展。通信业务的多样性,如视频会议、在线直播、网络游戏、虚拟社交平台,以及商务信息传输等,对无线通信提出了智能、宽带和更高频谱利用率的挑战。5G通信技术、天地一体化空间信息网络是国家的重点工程,其具有更高的传输效率和更强的安全保障,让智能化网络技术能够以更快速、更便捷的方式应用到人们的生产生活中去,进一步打破时间与空间上的限制,让地球成为一个真正的地球村。
    ● 限定空间无线通信
        学科组自2000年起开始限定空间无线通信技术的研究,包括:限定空间无线通信、信息安全、复杂电磁环境电子对抗、协同通信、高效调制、基带集成电路与射频电路等的专门技术方法,实现高可靠无线通信。诸如地铁隧道、封闭场馆、地下空间等限定空间是人类活动的重要场合,实现该空间中无线通信需要探索专门的理论并研发高可靠性的通信技术。在国家经济与国防建设巨大的需求下,本学科组重点结合城市轨道交通车地通信的急需解决的问题,开展了限定空间微波毫米波等频段无线电传播、特殊空间的信道建模、无线电测量、隧道环境无线电信道实时仿真、轨道交通信号所需的高可靠性无线电通信系统、限定空间新一代宽带无线通信的接入等多方面的研究。近年承担了国家、地方十余项科研项目,探讨了隧道中无线高速信道的规律,开发了信道仪器以及轨道交通专用无线通信系统,形成了自己的特色,取得了省部级科技奖等奖项,并在北京上海的轨道交通建设重大工程中发挥了重要作用。
          ◆ 主要亮点成果
         (1)轨道交通车地无线传输规律以及信道测试
            开展限定空间无线传输规律的研究,并完成了具有实时仿真的隧道信道测试系统。完成了科技部科技人员服务企业行动计划项目《轨道交通无线通信测试平台的研究》。项目提升了中国铁路通信信号上海工程集团有限公司技术开发能力,在轨道交通无线通信测试平台的基础上,解决了企业在CBTC工程中碰到的诸如在恶劣环境下的车地无线传输及在开放空间外部干扰等的各种技术难题。无线DCS 系统测试平台满足了大规模无线CBTC 建设对设备性能进行实验室测试的需求。2010年上海市国际工业展览会高校展区一等奖以及2010年上海市科技进步奖。
         (2)高可靠性的列车控制通信系统
            针对轨道交通无线通信暴露的可靠性隐患,重点研究基于通信的列车控制系统技术体制,分析列车控制的技术标准以及CBTC对通信的需求,根据无线电频段资源的使用规定,确定CBTC专用频点技术的基本体制架构。研究系统对射频电路的特殊要求。研究开发基于具有冗余信道,可以覆盖断电车站的专用通信系统结构。研究产业化工程中的工艺问题。研究符合轨道交通使用的频点下的几种传输模型,分析地铁环境无线电传输测试技术,测量典型隧道的传输特性。项目由上海大学、申通集团、卡斯柯公司等多单位协作,已经在张江试验线开展试验,研制轨道交通新一代列车控制通信系统。
         (3)限定空间MIMO毫米波传输特性研究
            根据未来无线通信发展趋势,在国家自然科学基金重点项目以及面上项目支持下。开展隧道内微波毫米波信号无线传输的建模与实时仿真理论以及隧道环境边界层湍流的高频电波折射率结构机理等内容的研究,解决在MIMO宽带无线通信系统在毫米波波段的传输问题。
         (4)轨道交通无线通信的信息安全
            研究轨交列车信号系统的功能安全与信息安全的关联与技术条件,深入研究CBTC业务存在的信息隐患,确立保障行车安全条件下有效可靠的信息安全防护原则,建设轨道交通列车控制系统的信息安全需求技术条件。建设轨交具有列车控制系统功能安全与信息安全综合测试条件的实验平台,解决功能安全与信息安全测试中极限条件设置和联合测试等技术难题。
          ◆ 主要科研项目
         (1)2007-2009,上海市经委重大技术装备研制专项“轨道交通列车控制系统中无线通信系统的研发”
         (2)2009-2010,“十一五”国家科技支撑计划高速磁浮交通系统关键技术攻关与创新研究子课题“磁浮无线电系统场强测试技术研究”
         (3)2009-2011,国家自然科学基金面上项目 “基于甚小线性调频的超窄带高速无线通信关键技术研究”
         (4)2010-2011,科技部科技人员服务企业行动项目“轨道交通无线通信测试平台”
         (5)2008-2009,上海国际合作白玉兰基金项目“城市轨道交通车地无线电通信技术合作研究”(美国密西根大学)
         (6)2011-2013,申通集团项目“CBTC无线通信方式与相关技术研究”研制高可靠性地铁信号传输系统
         (7)2012-2016,国家自然科学基金重点项目 “地下轨道交通无线通信信道理论与技术”(北京交通大学、上海大学、东南大学)
         (8)2012-2015,国家自然科学基金面上项目“隧道内微波毫米波信号无线传输的建模与实时仿真理论”
         (9)2013-2016,国家自然科学基金面上项目“轨道交通环境边界层湍流的高频电波折射率结构机理”
         (10)2015-2017,上海市科委重大攻关项目“城市轨道交通智能行车监控系统信息安全关键技术研究”
         (11)2016—2019 国家自然科学基金面上项目“车车信道的非平稳时频分析以及短时延半实物信道仿真
         (12)2018—2020 上海市科委重点研发计划“轨道交通信息安全试验平台及应用”
         (13)2019—2022 国家自然科学基金面上项目“漏泄电缆的群信道的相关性及其MIMO系统综合性能的研究”
          ◆  企业合作应用情况
         (1)与中国铁路通信信号上海工程公司(具有国家一级测试资质)共建“轨道交通无线通信联合实验室”,开展对轨道交通无线产品测试。
         (2)与北京交通大学轨道交通列车运控与安全国家重点实验室合作开展北京亦庄线无线系统的测试,保障了我国第一条CBTC国产化线路开通。
         (3)与上海申通集团、卡斯柯信号公司、摩托罗拉公司、华为3COM公司、台湾MOXA公司以及科研院校等共同组织的轨道交通新一代列车控制通信系统,即增强型CBTC(基于通信的列车控制)的研发。
    ● 宽带无线通信
         (1)2017-2020,自然科学基金面上项目“采用机会载波配对波束成形的OFDMA下行网络高能效资源分配理论和方法”
         (2)2017-2020,自然科学基金青年项目“保障用户最小速率需求的中继OFDMA网络高能效优化设计研究”
         (3)2011-2013,国家自然科学基金面上项目“基于支持向量机的低复杂度自适应频谱感知方法”
         (4)2012-2014, 上海科委重点项目“3G,TD-LTE蜂窝网与WLAN无线局域网的融合共性技术研究”子项目“融合网络方案与实现”
         (5)2011-2013,比利时FNRS项目“多蜂窝干扰下OFDMA网络资源分配”
         (6)2008-2010,上海市科委“科技创新行动计划”集成电路专项“10G-EPON 媒质访问控制器芯片研究”
         (7)2019-2020,上海航天电子通讯设备研究所(航天804所),“Ku波段卫通系统基带及网络模块”
    ● 物联网技术
          ◆ 主要科研项目
         (1)2018-2021,国家自然科学基金面上项目“基于几何代数的分布式多观测矢量数据流建模与分类”
         (2)2014-2016,国家自然科学基金青年项目“复杂场景下基于稀疏表示的声振传感器网络协同分类识别”
         (3)2014-2016,上海科委重点项目上海科委重点项目“用于消防员生命安全保障的微型多媒体终端研发及示范应用”子项目“用于消防员生命安全保障的微型多媒体终端的定位系统研发”
         (4)2013-2015,上海市科委国际合作项目“无线体域网的高能效物理层传输技术”
         (5)2010-2012, 上海市科委重点项目“微型化多模无线视音频终端产品和应用系统的研发”子项目“微型化多模无线视音频传输系统分析与产品测试” 
         (6)2017-2020,上海三思电子工程有限公司委托研发项目“集群分布式智慧型LED照明组网系统”(经费:203万元)
         (7)2020-2023,上海三思电子工程有限公司委托研发项目“城市公共空间环境与危害状况管控AI系统”(经费:250~300万元)
         (8)2009-2010, 上海市教委创新项目“异构无线多媒体传感器网络QoS问题的研究” 
         (9)2008-2010, 上海市地方高校能力建设子项目“无线多媒体传感器网络关键技术研究”
         (10)2005-2007, 上海市教委发展基金项目“ad hoc网络跨层能量优化问题研究”
          ◆ 企业合作应用情况
         (1)与上海三思电子工程有限公司长期合作,依托“集群分布式智慧型LED照明组网系统”形成的智慧路灯产品与系统已在“北京通州行政副中心”、“上海莘庄商务区”、“杭州富阳区银湖创新中心”、“杭州G20峰会钱江世纪城”“瑞金市智慧数字城管”、“杭州湖滨路步行街”、“美国奥黑尔国际机场”、“德国康斯坦茨”和“沙特延布”等40多个国内和近20个国外工程项目中得到实际应用,并为公司带来数亿元的新增产值。

        近年来,通过项目的锻炼,学科组形成了由郑国莘教授领衔的老、中、青结合的科技攻关队伍,在限定空间无线通信、宽带无线通信、物联网技术相关理论研究、关键技术攻关、重要技术应用、嵌入式软硬件开发等方面具有较高水平,为下一步承接国家级及市级的重大项目做好了准备。
学科组依托的轨道交通安全联合实验室与宽带无线通信实验室经过三期“211”工程建设及三期上海市重点学科建设,建立了国内比较完备的接入网研究开发基地,装备了一批较先进的仪器设备,其中10万元以上的大型仪器10余台,仪器设备总值500余万元。
        下一步学科组的目标是面向限定空间无线通信、5G通信、天地一体化物联网技术、及其信号处理关键技术,开展前沿科学研究、关键技术攻关、重要技术应用开发。
    ● 限定空间无线通信: 研究城市轨道交通、高速磁浮交通等的无线通信信道、网络数据传输的特性规律,为实现可靠、安全的信号通信提供技术基础。
    ● 智能无线通信:研究高效宽带的智能无线网络,突破传统通信的时空制约因素,探索轻量化绿色人工智能信息通信网络基本理论、架构和关键技术等。
    ● 天地一体化物联网技术: 探索未来天地一体化物联网技术、空间信息网络的架构、频谱感知、资源管控、自组织网络组网的理论和方法,以提升未来空间信息网络的服务能力。

        无线通信学科方向的发展具有广阔的前景,希望有志于从事相关领域研究的同学进入学科组攻读博士及硕士学位。

团队成员

姓名

职称

办公室

研究方向

电子邮件/联系电话

郑国莘

教授

B317

限定空间无线电通信

gxzheng@staff.shu.edu.cn

王  

教授

T455

天地一体化物联网技术、智能信息处理

rwang@shu.edu.cn

张金艺

教授

T413

大规模集成电路设计

zhangjinyi@shu.edu.cn

王  

教授

T425

无线通信与信号处理

twang@shu.edu.cn

金彦亮

副教授

B321

宽带无线接入技术

wuhaide@shu.edu.cn

赵恒凯

副教授

B319

电波传播、无线通信

zhaohk@shu.edu.cn

翟旭平

副教授

B321

宽带无线技术

zhaixp@shu.edu.cn

张雪凡

高级工程师

B319

无线传感网,微弱信号处理

10002461@t.shu.edu.cn

沈明华

讲师

T409

宽带无线通信技术

shenmh@shu.edu.cn