高校院系团委对大学生创新精神培育的实证探究——以南京邮电大学通信与信息工程学院团委为例

大学生创新精神培育是高校思想政治教育工作的重要任务,是高校共青团思想引领的重要内容。南京邮电大学通信与信息工程学院团委在实践中创建"1+3"创新人才培育提升工程,通过分层培育、资源整合、深化合作等方式积极探索大学生创新精神培育和引导的实现路径。

毕业设计环节本科生创新能力培养的探讨——以南京邮电大学电子信息类专业为例

为了在毕业设计环节培养电子信息类专业本科生的创新能力,首先综述了国内外高校创新人才培养模式;进而说明了该专业本科生创新能力培养的重要性;然后针对电子信息类专业特点,从学生综合素质的培养、毕业设计课题平台、毕业设计过程管理、考核评价体系方面,探讨了一系列培养学生创新能力的有效措施。通过本科生创新能力的培养,切实提高学生分析问题、解决实际问题的能力,培养学生良好的团队协作精神,为学生毕业后顺利进入实际工作状态奠定扎实的理论基础和创新能力。

“双一流”建设高校通信工程专业产教融合改革与实践

产教融合是面向现代信息技术产业需求培养创新型人才的重要途经,在“双一流”建设高校通信工程专业的建设中扮演着重要角色。该文阐述产教融合背景下通信工程专业人才培养面临的教学内容滞后、师资建设不完善等问题。针对上述问题,南京邮电大学通信与信息工程学院充分发挥长期积累的校企合作资源优势,在通信工程专业的培养方案制订、教学体系规划、教学资源建设、项目式教学实施和师资队伍建设等方面探索产教融合人才培养的新路径。实践证明,所开展的创新举措在专业建设与人才培育质量、教改成果与课程建设、创新创业教育等方面取得显著成效。

产教融合背景下虚拟仿真实验对通信工程专业的教育教学作用探析

新一代信息技术与产业变革快速发展,产教融合成为通信工程专业培养高素质人才的重要途径。目前,“5G+工业互联网”的生产流水线具有现实不可及、建设成本高、效果无法直观呈现、过程不可逆等特点,难以通过真实环境开展大规模的“5G+工业互联网”实验教学,无法满足信息产业快速发展对高素质创新型人才的需求。文章以“5G+工业互联网”资源优化虚拟仿真实验为例,分析了产教融合背景下通信工程专业开展虚拟仿真实验的必要性,阐述了“5G+工业互联网”资源优化虚拟仿真实验系统的设计思路和特色,并进一步探讨了虚拟仿真实验对通信工程专业建设、人才培养和课程建设方面的促进作用。

信息通信技术工程训练中心建设的探索

信息通信技术(ICT)是推动社会经济进步的重要力量,也是国家重大战略发展计划中的新兴产业方向之一。建设适应新时期需要的信息通信工程训练中心,培养具有较强动手能力的创新人才是当前高校面临的重要工作。介绍了南京邮电大学ICT工程训练中心的构建及中心实践教学体系实施的各个环节,重点探索了建设目标与定位、建设思路与模式,运行机制和内涵建设等,对创新型人才的培养进行了有益的探讨。

通信网络中传送层技术教学案例设计

针对通信网络中传送层技术教学中存在的理论容易理解但实践难以应用等问题,设计了多项传送层技术教学案例,实现了当前移动通信网络中端到端信息的传送。首先介绍了多种传送层关键技术的原理;然后介绍了当前移动通信网络的架构;最后在给出一种移动通信网络IP地址规划方案后,设计了多项理论与应用相结合的交换技术和路由技术教学案例,包括二层交换技术、三层交换技术、VLAN、路由和单臂路由技术。链路检测结果表明,所设计的教学案例实现了既定目标,是一种知行合一教学方法。

针对电力线通信信道下脉冲噪声的鲁棒混沌传输系统优化设计综述

随着用户的剧增,现有的无线资源已经难以为继。因此,电力线通信(PLC)的重新启用引起了各大研究单位及工业界的关注。PLC由于信道环境复杂,现有处理方案复杂度及成本较高,因而导致其发展缓慢。其中针对脉冲噪声的研究工作最为广泛,如何在低成本情况下针对脉冲噪声实现数据传输的鲁棒性尤为重要。该文首先介绍PLC环境中几种主流噪声以及分类,而后描述具有低成本低复杂度的差分混沌键控(DCSK)及多元DCSK(MDCSK)调制技术。分别介绍与分析该系统在PLC中的特性,以及针对各种脉冲噪声种类存在的优势以及改进方式。其次该文将介绍一些相关编码调制新方案以便于提高带限环境下的传输质量。结果表明这些优化工作显著地改善了系统性能,针对PLC整体信道特性系统参数的调制及编码调制传输优化方案将成为未来工作的研究热点。

大规模多输入多输出可见光通感一体化系统的信道状态信息还原和定位

得益于丰富的频谱和光源,可见光通信感知一体化(IVLCP)系统为解决高性能通信定位的室内无线网络需求提供强有力的技术支撑。同时,大规模多输入多输出(m-MIMO)技术能有效提高IVLCP网络的服务范围和质量。然而,m-MIMO赋能的IVLCP网络的信道环境更加复杂且先验信息更易变化,这使得传统方法难以快速准确地完成信道估计和定位。针对此,该文提出一种信道状态信息还原和定位(CSIRP)网络,该网络不仅能够有效地捕捉复杂分布的可见光通信信道特征,同时能够应对信道状态的时变性,从而提高信道和位置估计的鲁棒性和动态适应性。具体而言,CSIRP网络首先基于条件生成对抗思想自适应训练生成器和鉴别器,进而实现根据接收信号进行信道估计,接着结合长短期记忆网络(LSTM)从估计的信道中获取接收终端的位置估计值。仿真结果表明,采用CSIRP网络所获得的信道状态准确度和定位精度均优于现有的深度学习参考方法,这为m-MIMO赋能的IVLCP系统提供了可靠和精准的信道状态信息和位置感知能力。

智能反射面增强的多无人机辅助语义通信资源优化

无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)为无线通信系统提供了具有高成本效益的解决方案。进一步地,提出了一种新颖的智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)增强多UAV语义通信系统。该系统包括配备IRS的UAV、移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)服务器和具有数据收集与局部语义特征提取功能的UAV。通过IRS优化信号反射显著改善了UAV与MEC服务器的通信质量。所构建的问题涉及多UAV轨迹、IRS反射系数和语义符号数量联合优化,以最大限度地减少传输延迟。为解决该非凸优化问题,本文引入了深度强化学习(Deep Reinforce Learning,DRL)算法,包括对偶双深度Q网络(Dueling Double Deep Q Network,D3QN)用于解决离散动作空间问题,如UAV轨迹优化和语义符号数量优化;深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)用于解决连续动作空间问题,如IRS反射系数优化,以实现高效决策。仿真结果表明,与各个基准方案相比,提出的智能优化方案性能均有所提升,特别是在发射功率较小的情况下,且对于功率的变化,所提出的智能优化方案展示了良好的稳定性。

面向文科生的通信类通识课程教学改革探索

针对当前文科专业的通信类通识课程教学中普遍存在的授课目标不明确、授课内容缺少针对性,以及授课模式单一等问题,该文结合面向外语专业开设的现代信息技术与人工智能概论课程在南京邮电大学授课的具体情况,以改善课程的教学效果、提高文科生对通信知识的理解与运用的能力为目的,从课程思政、教学内容、教学方法和考核方式等方面研究。该文探讨针对文科生的通信类通识课程的教学模式改革的情况,为通信类通识课程的建设提供参考和应用实践。

基于NOMA的卫星通信半免授权传输性能分析

卫星通信能够为地面用户提供广域范围、随遇接入的通信服务,近年来备受国内外学者的关注。文中研究了采用半免授权(SGF)传输方案的卫星通信系统的性能。根据卫星通信的特点,利用用户的统计信道状态信息,提出了一种基于上行非正交多址(NOMA)的SGF传输方案,从而提高系统的频谱效率和接入能力。假设卫星链路服从阴影莱斯分布,分别考虑移动终端采用随机接入和分布式争用两种方式的情况,推导出地球站和移动终端的中断概率以及整个系统吞吐量的闭合表达式。仿真结果验证了理论分析的正确性和所提方案的优越性,并定量分析了用户数、目标数据速率等典型参数对系统性能的影响。

面向空天地海一体化的卫星通信关键技术研究

构建空天地海一体化网络是6G的愿景之一,也是实现“万物智联”的重要手段。卫星通信具备全球覆盖、广域连接能力,是未来空天地海一体化网络的关键要素。首先,讨论空天地海一体化网络的基本架构和发展现状,介绍面向空天地海一体化网络的卫星通信技术;然后,分析空天地海一体化网络场景下卫星通信的若干关键技术,包括体系架构、空中接口、资源调度、网络切片和组网管理等技术;最后,讨论空天地海一体化发展趋势下,卫星通信面临的挑战及其发展前景。

斜射式超声波跨金属厚壁无线通信系统

跨金属无线传输是超声波通信的重要应用场景之一。实际应用中超声波在金属/超声波换能器界面处因反射而造成回波干扰是这类通信系统的天然缺陷。尽管利用回声消除技术能一定程度地克服回波干扰,但这需要调用大量电路硬件或计算资源。该文在超声波跨金属厚壁通信系统中摒弃传统的直射式探头而选用入射角为45◦的斜射式探头作为超声波发射和接收换能器,由于斜射式探头偏转了超声波在金属信道内的反射路径,从而大幅降低换能器接收到的回波。在不进行回波消除的前提下,以STM32为主控芯片和自制信号调理电路搭建了一套斜射式超声波跨金属厚壁无线通信系统,同时将之与选用直射式探头作为超声波换能器的通信系统进行对比验证。研究表明,在接收信噪比方面斜射式系统(19.52 dB)远优于直射式系统(9.24 dB),在穿透60 mm的厚铝板时系统实时通信速率达到1.2 Mbit/s,并可实现实时声频传输。

OTFS雷达通信一体化复用波形设计

随着无线通信技术的发展,雷达和通信频段逐渐相互重叠,使得雷达通信一体化成为了缓解频谱资源紧张的最好的实现方法之一。作为雷达通信一体化的主要载体之一,正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的波形设计方法可分为两大类,一类是复用波形设计,另一类是共用波形设计。由于共用波形设计需要考虑雷达和通信性能之间的折中,且在雷达信号处理过程和通信接收端需要设计专门的处理流程,因此在频谱资源较为充足时,基于OFDM的复用波形设计比起共用设计优势更明显。由于OFDM对多普勒的敏感性高,基于OFDM的复用波形设计不适用于高速运动场景。针对这一问题,本文提出了一种基于正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)的雷达通信一体化复用波形设计。这种设计利用OTFS多普勒容忍性高的特点,可实现高速运动场景下的雷达通信一体化。鉴于OTFS的时延-多普勒域和雷达的快时间慢时间概念相似,本文采用多普勒复用的方法实现了一体化复用信号设计,并提出了该波形下的通信和雷达接收端的处理流程。通信接收端通过OTFS解调可实现高速通信,雷达接收端无须进行波形分离,可直接利用常规雷达信号处理流程完成目标信息的估计。本文通过仿真验证了所提一体化复用波形的可行性,同时通过仿真验证了所提波形在高速运动场景上,相比于OFDM体制复用波形在雷达目标参数估计和通信误码率上的优势。

资助育人视域下大学生扶志教育研究

随着绝对贫困的历史性消除,我国对精神扶贫的重视程度日益增加。以立德树人为宗旨的高校深入领会贯彻国家扶贫思想,开展资助育人主题工作。“扶志”作为扶贫的精神动力源头,可先于“扶智”进行。针对高校大学生当前理想信念动摇、扶贫认知片面、道德表现不佳等一系列志气不足的现状,从高校的扶贫制度管理、心理咨询辅导和校园文化环境三个方面入手,完善资助育人中的“扶志”扶贫,势在必行。

一种智能反射面辅助的车辆通信网络传输优化方案

将智能反射面引入车辆通信网络可以有效地避免车辆在通信中受障碍物遮挡和基站覆盖范围受限等问题,从而提供了一种有效提升车联网通信性能的解决方案。研究由智能反射面辅助的车辆通信网络中多用户的和速率优化问题,提出了一种基于统计信道状态信息的传输优化方案。首先,采用统计信道状态信息建立系统优化模型,以此解决车辆快速移动过程中瞬时信道状态信息难以准确获取的问题;然后,通过分数规划将优化模型转化为易于处理的子问题;最后,采用基于块坐标下降的交替迭代算法,实现基站波束赋形和智能反射面无源波束赋形的联合优化。仿真结果表明,所提的方案可显著提升车辆通信网络的和速率。

对抗全双工主动窃听的安全高效D2D通信策略

第5代(The Fifth-generation,5G)移动通信网络技术飞速发展,同频双工技术是其中一项关键技术。将这项技术运用到设备到设备(Device to Device,D2D)通信系统中,不仅可以提高资源利用率,还能提高系统通信的安全性。然而,非法用户运用全双工技术将对系统的安全性产生巨大的威胁。因此,针对D2D通信系统中存在全双工主动窃听者恶意干扰D2D用户的问题,主要研究基于Stackelberg博弈的对抗全双工恶意窃听者的安全高效功率分配方案。由于合法用户和主动窃听者的行为相互影响、相互干扰,在保证保密速率要求的情况下,分别考虑单链路与多链路的场景,研究以最小化D2D用户消耗功率和最大化窃听效用为目标的最佳功率分配策略。由于D2D用户和恶意窃听者的优化问题不能分开解决,通过将它们之间的交互构建成Stackelberg博弈模型,并基于二分法算法和模拟退火算法进行求解。仿真表明,通过合理的功率分配能够有效对抗全双工恶意窃听者的窃听和干扰,从而实现安全高效通信,满足更高的系统安全性需求。

基于纹理信息的图像自适应分块压缩感知算法

针对传统分块压缩感知算法中对各图像块分配相同采样率,限制图像重构质量的问题,本文提出一种基于纹理信息的采样率自适应分块压缩感知算法。在观测端将图像一维灰度熵和标准差作为纹理信息量的衡量标准,使用K-means++算法将图像块按照纹理信息的相似性分为3类;结合边缘信息为3类图像块分配自适应采样率,并进行采样率二次分配;在重构端为缓解重构图像产生的块效应,采用分层分块结构结合改进的平滑投影Landweber算法进行重构。实验结果表明:在不同的采样率下,本算法重构图像在客观重构质量和主观视觉效果上均有一定提升,重构图像的块效应也得到缓解。

LEO卫星通信终端的RTT定位技术

低地球轨道(LEO)卫星通信互联网是未来满足万物智联、天空地一体化网络连接的6G移动通信网络重要组成部分。LEO卫星通信终端的移动性管理是LEO卫星网络运行管理的基本功能,而获取卫星终端的位置是实现移动性管理的基础。目前,全球卫星导航系统(GNSS)能够提供比较高的定位精度,但是当GNSS位置服务在受到环境遮蔽、外部干扰时可能失效,因此卫星通信终端需要一种独立于外部GNSS服务的自主定位方案。以未来LEO卫星互联网的通信信号为背景,提出一种基于往返时延(Round Trip Time,RTT)测量的LEO卫星通信终端自主定位体制,对OFDM卫星互联网信号的时延估计算法精度以及定位误差进行了理论计算和数字仿真,获得了本定位方案的均方根误差(RMSE)和几何稀度因子(GDOP),计算结果表明可以实现百米量级的快速定位,满足了移动性管理所需的千米量级位置信息的应用需求。

相移耦合的STAR-RIS辅助NOMA通信系统低功耗传输方案研究

同时透射和反射的可重构智能表面(Simultaneously Transmitting and Reflecting Reconfigurable Intelligent Surface,STAR-RIS)是未来B5G/6G无线通信的创新技术,其与非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术结合可大幅提升通信系统的频谱与功率效率,成为当前无线通信研究的热点。目前关于STAR-RIS的研究主要集中于透射相移和反射相移相互独立的场景,忽略了在电路实现过程中透射相移和反射相移之间的耦合效应。针对更加实际的相移耦合STAR-RIS辅助NOMA通信系统展开研究,建立了基站波束成形、相移与振幅系数的联合优化问题。通过使用连续凸逼近(Successive Convex Approximation,SCA)和半正定松弛(Semidefinite Relaxation,SDR)等技术工具,设计了高效的STAR-RIS单元间的交替优化算法,求解STAR-RIS辅助的NOMA下行传输功率最小化问题。仿真结果表明,提出算法的性能明显优于传统的反射RIS方法,且接近理想的独立相移STAR-RIS辅助系统。