電子與通信工程前沿技術系列講座結課論文.doc

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電子與通信工程前沿技術 系列講座結課論文 姓 名： XXX 學 號：XXXXXX 院 系：XXXXXX 指導老師： XXXXXX 電子與通信工程前沿技術系列講座結課論文 第一講 先進信號處理理論及在無線通信、多媒體等領域中的應用 這次報告主要講了四方面的內(nèi)容：分數(shù)階傅里葉變換、壓縮感知理論框架、無線通信系統(tǒng)信號處理領域和多媒體信號與信息處理領域。陳老師結合分數(shù)階傅里葉變換理論及壓縮感知理論，介紹了這些先進信號處理理論的發(fā)展研究狀況，并通過實例給出了相關理論在無線通信和多媒體領域中的應用研究。接著，他講述了自己主持的國家自然科學基金以及鄭州大學與北京理工大學等院校聯(lián)合在研的國家自然科學基金重點項目的研究進展。 第二講 未來通信技術——認知無線電與協(xié)作通信 穆曉敏講課的主要內(nèi)容有：當前頻譜利用現(xiàn)狀、靜態(tài)頻譜分配的瓶頸及解決方案以及當前遇到的問題，同時還向我們介紹了互聯(lián)網(wǎng)+、智慧城市、人工智能（AI)、工業(yè)4.0、DT時代等相關內(nèi)容。 認知無線電技術已經(jīng)向“網(wǎng)絡與系統(tǒng)”的框架轉變，為增強認知能力、降低認知成本，協(xié)作手段成為必然。物理層鏈路技術面臨進一步提升性能的“瓶頸”，通過不同網(wǎng)絡元素間的多維度協(xié)作提高系統(tǒng)整體性能是下一階段移動通信系統(tǒng)增強的主要途徑。在這一過程中，對環(huán)境背景信息和用戶業(yè)務特征的廣泛感知是智能化協(xié)作與聯(lián)合資源管理的重要基礎。認知無線電與多維度協(xié)作通信的結合將成為技術發(fā)展的必然趨勢。 第三講 智能可穿戴設備概念、基于紡織纖維的可穿戴式產(chǎn)品 文老師主要向我們介紹了智能可穿戴設備的概念以及文老師所創(chuàng)建公司研發(fā)的基于紡織纖維的可穿戴產(chǎn)品。 智能可穿戴設備是應用穿戴式技術對日常穿戴進行智能化設計、開發(fā)出可以穿戴的設備的總稱，如眼鏡、手套、手表、服飾及鞋等。最早的可穿戴設備用于軍事、戶外運動、人體檢測等。蘋果手表、微軟手環(huán)和谷歌眼鏡是當前最熱門的智能穿戴設備，國內(nèi)也涌現(xiàn)出大量的可穿戴智能設備廠商，像小米手環(huán)等。 在不久的將來，智能可穿戴設備將成為人體的一部分，就像皮膚、手臂一樣。在更遠的未來，手機可能只需向人體植入芯片，而Siri將能直接通過對話幫你打電話，幫你訂餐館，了解你的一切隱私，跟你的親密程度甚至超過你的家人——可能谷歌眼鏡和蘋果手表都不再是植入人體的芯片了，他們已經(jīng)成為人體基因的一部分，可以參與人類的繁衍和進化。 第四講 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā) 范老師主要向我們介紹了嵌入式系統(tǒng)的概念、原理以及廣泛的應用，并向我們介紹了Linux系統(tǒng)和Android系統(tǒng)是最常用的的嵌入式設備操作系統(tǒng)。目前常用的嵌入式智能設備有：便攜式智能醫(yī)療終端、智能手表、車載定位終端（GPS）、兒童老人監(jiān)護儀等。 嵌入式系統(tǒng)是一種“完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應用而設計的專用計算機系統(tǒng)”，根據(jù)英國電氣工程師協(xié)會的定義，嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設備、機器或用于工廠運作的設備。與個人計算機這樣的通用計算機系統(tǒng)不同，嵌入式系統(tǒng)通常執(zhí)行的是帶有特定要求的預先定義的任務。由于嵌入式系統(tǒng)只針對一項特殊的任務，設計人員能夠?qū)λM行優(yōu)化，減小尺寸降低成本。嵌入式系統(tǒng)通常進行大量生產(chǎn)，所以單個的成本節(jié)約，能夠隨著產(chǎn)量進行成百上千的放大。 第五講 光通信前沿技術 孫老師主要向我們介紹了現(xiàn)代通信的方式以及光通信發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展方向與前景，并向我們介紹了實驗室的研究方向和研究成果。 現(xiàn)代通信方式按傳輸介質(zhì)分為有線通信、無線通信等，按調(diào)制方式分為基帶傳輸通信、頻帶傳輸通信等，按傳輸信道又可分為模擬通信和數(shù)字通信。光通信是未來通信發(fā)展的主要方向，它是利用光波來傳輸信息的，包括空間光通信和光纖通信。光纖通信是以光為信息載體，用光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。推動人類社會經(jīng)濟發(fā)展的三大支柱：材料、能源和信息，扭曲光束可提高光纖信息的承載能力，同時向我們介紹了實驗室的研究方向：以光子晶體材料為基礎的集成光路光電子、光通信器件的研究。 第六講 LTE技術和4G網(wǎng)絡演進 祁老師講課的主要內(nèi)容有：移動網(wǎng)絡演進技術特點、LTE發(fā)展狀況以及TD-LTE和LTE FDD技術的比較。 移動網(wǎng)絡演進的技術特點有：無線通信業(yè)務發(fā)展趨勢：數(shù)據(jù)業(yè)務飛速發(fā)展對無線網(wǎng)絡容量提出更高要求，智能終端和移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務相互促進，無線技術不斷演進以滿足業(yè)務增長需求。 LTE發(fā)展狀況：LTE 是關于UTRAN和UTRA的改進項目，分為SI和WI兩個階段。2004年3GPP定義LTE/SAE為3GPP技術接入網(wǎng)和核心網(wǎng)，2005年完成LTE需求討論，2006年完成LTE階段研究工作，確定基本技術，2008年發(fā)布LTE系列規(guī)范的商用版本。多模多頻增加了LTE終端的開發(fā)難度：1.LTE需支持與2G/3G的多?；ゲ僮?，基帶支持5~6種模式，射頻支持10個以上的頻段成為未來趨勢，同時目前終端支持LTE頻段的數(shù)量仍然較有限。3G是當前的主流，LTE處于起步階段，LTE的發(fā)展起于3G發(fā)展。多制式共平臺基站已成為業(yè)界現(xiàn)實，多種接入技術共用設備，增強了部署的靈活性，降低了部署成本。 第七講 直面5G——挑戰(zhàn)與創(chuàng)新 靳老師講的主要內(nèi)容有：移動通信系統(tǒng)的每一次更新?lián)Q代都有顛覆性的技術引領，都解決了當代最主要的需求。4G推廣面臨的三道坎：信號不夠強、支持4G的手機少價格貴和資費不夠親民。4G采用OFDM-MIMO+空分多址SCDMA 。最主要需求是高質(zhì)量的多媒體業(yè)務和更大的系統(tǒng)容量，與CDMA相比，OFDM傳輸數(shù)據(jù)的速度更快，并且能夠更好地對抗無線傳輸環(huán)境中的多徑效應。5G解決三個主要問題：容量不足、能耗高、提升用戶體驗。 第八講 移動通信技術進展—協(xié)作通信 楊老師只要介紹了協(xié)作通信中的納什均衡原理。 造就未來無線通信的五項原則：利用多個無線網(wǎng)絡的協(xié)同工作：ad hoc網(wǎng)絡和蜂窩網(wǎng)的協(xié)同；短距離通信的作用越來越重要：藍牙、設備互聯(lián)和RFID等；協(xié)同原理的普適性：協(xié)同是所有通信系統(tǒng)的基本原則；認知原理的普適性：提高資源（頻譜）利用率；完美的結合-協(xié)同和認知：認知和協(xié)同在原理彼此互補。 協(xié)作通信的提出：基于MIMO系統(tǒng)信號處理的分集技術得到了廣泛的研究；移動通信系統(tǒng)實現(xiàn)大寬帶傳輸，有多余的網(wǎng)絡資源；隨著未來無線寬帶通信系統(tǒng)可用頻譜的增高，視距傳播環(huán)境會打打增加天線間的相關性，很多移動設備受到設備硬件的限制，只能配一個天線，增加了不便。 協(xié)作通信的方式：放大轉發(fā)（AF）、譯碼轉發(fā)（DF）、編碼協(xié)作（CC）、空時編碼協(xié)作（STCC）、網(wǎng)絡編碼協(xié)作（NCC），納什均衡并不一定是全局最優(yōu)解。 第九講 圖像處理技術及其在醫(yī)學影像中的應用 蔣老師講課的主要內(nèi)容有：圖像處理的概念、發(fā)展歷程、圖像處理系統(tǒng)、圖像處理內(nèi)容、圖像處理的應用、研究簡介以及在醫(yī)學影像中的應用。 圖像就是視覺信息。古語有云：百聞不如一見，一目了然，耳聽為虛，眼見為實。可見視覺信息的重要性。在人類信息的主要傳遞手段（視覺、聽覺、味覺和嗅覺等）中，視覺占了60%以上。 圖像處理的目的是為了看到不可見的對象，它的兩大需求是對圖像信息的改進和機器自動理解（使計算機具有視覺）。與圖像處理學科相關的學科有計算機圖形學、模式識別、計算機視覺和科學可視化等。各學科之間相互區(qū)別又相互聯(lián)系，推動了圖像處理學科的發(fā)展。 數(shù)字圖像處理分為三個層次：圖像處理、圖像分析和圖像理解。從早期的報紙業(yè)到如今多媒體技術的廣泛應用，圖像處理已經(jīng)發(fā)展了很多年。當前圖像處理的一個發(fā)展趨勢是生物醫(yī)學工程和區(qū)域影像中心。 第十講 信息融合及其在智能機器人中的應用 鄧老師主要向我們介紹了信息融合的概念和信息融合在智能機器人領域的應用。智能機器人是具有感知、思維和行動的機電結合體，多傳感器信息融合，又稱數(shù)據(jù)融合，對人腦綜合處理，復雜問題的一種功能模擬。 信息融合技術研究如何有效的利用更多的信息，通過降低信息的模糊性與不全面性，實現(xiàn)對客觀對象有效的認識與描述，最終給出正確的決策。融合多個傳感器所測量到的信息能夠有效的解決智能移動機器人在復雜、未知、動態(tài)環(huán)境中的導航問題。但是針對不同的機器人控制系統(tǒng)與特定的環(huán)境，選取的信息融合算法也不盡相同。由于每個信息融合算法都有固有的缺點，到目前為止還沒有一種融合算法能適合于所有的機器人控制系統(tǒng)及運行環(huán)境，因此對信息融合算法的改進有待于我們進一步的研究。 第十一講 物聯(lián)網(wǎng)與無線傳感技術 齊老師主要講述了傳感器設備和互聯(lián)網(wǎng)的融合。 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史:1995比爾蓋茨的《未來之路》提及物聯(lián)網(wǎng)概念，1999年MIT Auto—ID Center提出物聯(lián)網(wǎng)概念，即把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。2004年日本總務省提出構想，韓國政府制定物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略。2005年ITU發(fā)布《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，同時RFID、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術廣泛應用。2008年，IBM提出“智慧的地球”概念，互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)=智慧的地球。 現(xiàn)在人們對物聯(lián)網(wǎng)的普遍的理解是：利用局部網(wǎng)絡或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術把傳感器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實現(xiàn)信息化、遠程管理控制和智能化的網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它包括互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)上所有的資源，兼容互聯(lián)網(wǎng)所有的應用，但物聯(lián)網(wǎng)中所有的元素（所有的設備、資源及通信等）都是個性化和私有化。 第十二講 工業(yè)4.0——從智慧工廠到智能生產(chǎn) 丁老師向我們介紹了工業(yè)4.0的概念，發(fā)展歷程和發(fā)展現(xiàn)狀，并向我們介紹了工業(yè)4.0的應用領域。 “工業(yè)4.0”是德國聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟技術部在2013年漢諾威工業(yè)博覽會上提出的概念。它描繪了制造業(yè)的未來愿景，提出繼蒸汽機的應用、規(guī)模化生產(chǎn)和電子信息技術等三次工業(yè)革命后，人類將迎來以信息物理融合系統(tǒng)(CPS)為基礎，以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡化、機器自組織為標志的第四次工業(yè)革命?！肮I(yè)4.0”概念在歐洲乃至全球工業(yè)業(yè)務領域都引起了極大的關注和認同。西門子作為德國最具代表性的工業(yè)企業(yè)以及全球工業(yè)業(yè)務領域的創(chuàng)新先驅(qū)，也是“工業(yè)4.0”概念的積極推動者和實踐者。 工業(yè)4.0的技術基礎：優(yōu)秀的系統(tǒng)設計、高精度加工技術、優(yōu)秀的工業(yè)設計、完善的設備支持。介紹的應用：生豬屠宰流程、工業(yè)器件打磨 第十三講 虛擬現(xiàn)實 趙老師向我們介紹了他的研究項目虛擬現(xiàn)實的概念，發(fā)展情況和技術特點。 虛擬現(xiàn)實技術是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)它利用計算機生成一種模擬環(huán)境是一種多源信息融合的交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。虛擬現(xiàn)實技術是仿真技術的一個重要方向是仿真技術與計算機圖形學人機接口技術多媒體技術傳感技術網(wǎng)絡技術等多種技術的集合是一門富有挑戰(zhàn)性的交叉技術前沿學科和研究領域。虛擬現(xiàn)實技術(VR)豐要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設各等方面。模擬環(huán)境是由計算機生成的、實時動態(tài)的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應該具有一切人所具有的感知。除計算機圖形技術所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知，甚至還包括嗅覺和味覺等，也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉動，眼睛、手勢、或其他人體行為動作，由計算機來處理與參與者的動作相適應的數(shù)據(jù)，并對用戶的輸入作出實時響應，并分別反饋到用戶的五官。傳感設備是指三維交互設備。 第十四講 射頻放大器 劉老師主要向我們介紹了射頻放大器的原理及廣泛應用。具體講述了開關放大器，射頻功率放大器的效率問題，開關放大器與傳統(tǒng)放大器的區(qū)別，開關放大器的源阻抗，開關放大器的調(diào)制和開關放大器的驅(qū)動。 射頻功率放大器（RF PA）是各種無線發(fā)射機的重要組成部分。在發(fā)射機的前級電路中，調(diào)制振蕩電路所產(chǎn)生的射頻信號功率很小，需要經(jīng)過一系列的放大一緩沖級、中間放大級、末級功率放大級，獲得足夠的射頻功率以后，才能饋送到天線上輻射出去。為了獲得足夠大的射頻輸出功率，必須采用射頻功率放大器。 第十五講 多媒體信息處理技術 鐵老師向我們介紹了多媒體信息處理技術的發(fā)展及應用，并向我們介紹了實驗室的發(fā)展和建設情況。 多媒體信息處理技術是指利用數(shù)學、美工等方法和多媒體硬件技術的支持來獲取、壓縮、識別、綜合等多媒體信息的技術。獲取和壓縮可以合并成變換技術。如前面所述，不同形式的媒體信息都須經(jīng)數(shù)字化后才能被計算機處理；計算機處理的數(shù)字化結果須轉換成聲、圖、文、像等自然媒體形式反饋給人。多媒體信息的數(shù)據(jù)壓縮是利用特定算法去除大容量的數(shù)據(jù)編碼中的冗余度以減少信息存儲量的變換方式。多媒體信息的識別是對數(shù)字化信號進行特征抽取而得到參數(shù)及數(shù)據(jù)的處理方式，如語音識別能將音頻信號映射成一串字、詞或句子。多媒體信息的綜合就是利用模式識別、人工智能等手段將不同媒體形式表達的各種數(shù)據(jù)綜合還原成本來物體對像的處理方法，如語音綜合器能將語音的內(nèi)部表示綜合成自然人語輸出。從獲取到綜合是多媒體信息處理程度不斷深化的過程。 心得體會 通過電子與通信工程前沿技術系列講座的學習，我了解到了很多專業(yè)相關的先進技術，也體會到專業(yè)知識在生活中的廣泛應用。 先進的東西總是引領著生活的潮流，它們給我們以鼓舞，給我們學習的無限動力。知識從理論到實用到實物是一個復雜又漫長的過程。過程是曲折的，前途是光明的。研究者們不會停止?jié)撔难芯康哪_步，堅信先進的理論必將轉化為先進的技術進而應用到現(xiàn)實生活中產(chǎn)生先進的科學成果，這些科學成果終將變成先進的產(chǎn)品應用于生活中，改善人們的生活質(zhì)量，提升人們的生活水平，是生活更美好，使社會更和諧。 作為一名研究生，要時刻認識到先進技術的重要性，在自己的學習方向研究方向上深耕不輟，努力做出成果，做出成績。我們院系有優(yōu)秀的教師教授，他們會給于我們的研究學習極大的幫助，同時我們院有豐富的研究項目，這是我們學習和歷練的最好的平臺和幫助。我們一定要抓住現(xiàn)在有限的時間，努力學習，早日做出成績。 [此文檔可自行編輯修改，如有侵權請告知刪除，感謝您的支持，我們會努力把內(nèi)容做得更好] 最新可編輯word文檔