利用能量站提升通信系统物理层安全性能的方法研究

  • 硕士生组 票数:625
  • 姓       名:姜鑫
  • 导       师:钟财军
  • 成果类别:论文著作类
  • 院系(学园):信息与电子工程学院
团队介绍

        本团队由信电学院钟财军副教授指导的4名博士与3名硕士组成,团队长期从事未来无线通信系统基础理论与关键技术研究。近年来,在国家863计划课题、国家科技重大专项、国家自然科学基金和浙江省杰出青年基金项目等支持下,在多天线无线通信、协作中继技术和物理层安全技术方向上取得了一系列创新性研究成果,共发表SCI论文70余篇。相关成果获得国际会议WCSP 2013SigTelCom 2017大会最佳论文,2016年度浙江省科技进步三等奖。

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科研心得

2014年12月初,距离自己保研之后的两个月,自己正式进入了钟老师的课题组。初来乍到,被迷茫、担忧甚至是害怕的心理所包围,担心自己无法完成老师布置的任务,也担心自己无法像师兄师姐一样出色,发论文、拿国奖。果不其然,刚进来就被老师发的三篇“十分基础”的论文给吓到了,论文都是英文的,加之以各种专业术语和复杂的公式,自己真的是丈二和尚摸不着头脑。当然,一切困难都是要去克服的,自己坚信董路的那句“你想拥有什么,就去追求什么”,既然想拥有一个不留遗憾的研究生生涯,那就要硬着头皮去读、去学。一手英文论文,一手中英字典,就这样开始了自己的科研生涯。

日复一日,随着论文阅读数量的增多,自己对论文中常见的词语熟悉了起来;在老师和师兄不厌其烦的解释下,自己也对论文中的一些概念和词语有了新的认识和理解;通过对曾经吓到自己的论文反复阅读,自己也开始理解了作者的写作用意,以及一些公式的推导、算法的思想等等。当然,实践出真知,想要真正掌握一门技术,最重要的就是动手去做。在钟老师的帮助下,自己很快就上手了第一个课题。数学模型的建立,算法公式的推导,仿真软件的使用,一步一个脚印,当第一个仿真结果跑成功时,自己的内心也是幸福感十足的。当然,其中也夹杂着不断的失败,公式推不出来,仿真结果错误,模型考虑不周等等,自己虽然也曾焦虑、迷茫过,但只要静下心来,多查阅文献,多尝试方法,多与老师师兄交流,关键是自己要多思考勤总结,相信自己一定能完成,问题总是有办法解决的。

当前期工作都完成之后,迎来了最后的大工程——论文的整理和撰写。可以说,论文的整理是一个非常重要的过程,有些同学虽然做出了一些很好的结果,但如果表达不好,不能把自己的想法展示出来,最终也不能在一些高水平的杂志上发表论文。现在回头翻看自己交给钟老师的第一篇初稿,真的是有点惨不忍睹。其实,一开始写的差并没有关系,关键是在老师修改完成后,一定要逐字逐句认真研读论文,理解老师的思路,学习各种语言修饰的方法和写作技巧。通常我们在写第一篇论文的时候会觉得有很多的困难,但是当我们有了经验以后,就会很容易写出第二、第三篇甚至是更多的论文。论文的写作最重要的还是逻辑性,一定要理清前后段落之间的联系,这样阅读起来才会比较通顺,也更容易突出自己的思路和观点。同时,在平时的阅读或者审稿的过程中,也要注重学习和积累,不妨多从审稿人的角度来“攻击”自己的文章,多与业内的学者讨论交流,这样才能不断改进和完善自己的工作。

在两年半的科研生涯中,虽然在屡战屡败、屡败屡战中循环过,但也收获了自己预期的结果;虽然披荆斩棘,风雨兼程,但也争做了最好的自己,问心无愧。总之,在漫长的科研道路上,陪伴我们最多的就是一个个看似无法跨越的难关,和一次次重新开始的无奈。在现代这个物欲纵横的社会中,身边的诱惑很多,想要全身心地投入到看似枯燥乏味的科研中,需要放弃很多个人爱好和娱乐时间,取而代之的正是一个坚定的信念来面对科研路上的风风雨雨!

成果简介

        挖掘能量站潜能,提升通信系统安全性能!


        随着无线通信技术的飞速发展,各种无线通信设备急剧增加,随之而来的无线通信安全性问题也日趋严重,物理层安全技术应运而生,其旨在从信息论的角度出发,利用物理信道的唯一性和互易性来实现信息无条件安全。另一方面,无线设备的大量应用带来了巨大的能源消耗,节能减排责任重大。基于此,各国纷纷提出了绿色通信的发展理念,我国政府在十二五规划中明确提出了对可再生能源的技术攻关,大力资助储能设备的开发和研制;欧洲和美国的研究人员也成立了”Energy Harvesting”论坛,旨在对能量收集理论开展广泛而细致的研究。针对安全和能源两大需求,本研究提出了在保密通信网络中安置固定的能量站,利用无线射频能量传输技术为网络中的移动设备提供能量,同时还可以充分挖掘能量站的潜能,利用能量站发射人工噪声干扰非法窃听,这一思想不仅有效解决了无线网络设备的持续供能问题,而且有效提升了通信系统的保密性能。该物理层安全通信系统新架构不仅可以应用于传统的传感器网络和物联网系统中,还适用于一些苛刻的、或是特殊的应用环境,如在恶劣环境下的无人机通信和对植入人体的精密医疗芯片供电等。相关研究成果已发表在国际通信领域权威期刊IEEE Transactions on Wireless Communications (ZJU TOP) 和IEEE Transactions on Communications上,并申请了2项国家发明专利,同时在第24届欧洲信号处理大会上做出学术报告,为未来无线通信系统的设计提供了重要思路和技术支撑。

系统模型框图