未来移动通信,也许没有基站也可以 - 西安交大殷勤业教授团队首创“空谱”理论并解决多项应用难题

  2015年10月16日《陕西日报》第14版

  本报记者 张梅 通讯员 郝亚楠

  十年前,你也许无法想象,手机会成为家门的钥匙、电器的开关、车上的娱乐系统,甚至完全代替电脑

  今天,当这一切都成为可能或已实现,你还能否想象,也许若干年后有人买手机不是为了它无所不能的功能,而是为了帮助你我通话,通过传递信号来获取一定报酬。这不是天方夜谭,是科学家们设想的可能到来的扁平化通信中的典型场景。

  当然,实现这一切的基础是无线通信技术的不断进步。30多年来,西安交通大学电子与信息工程学院殷勤业教授团队,就干的这个基础的事儿。团队的科研工作者们专注于无线通喜盈棋牌网站信应用基础研究领域,突破传统研究,开创性地提出无线通信空谱的概念,并解决了多项相关技术难题。

  另辟蹊径,发现可再生通信资源

  手机对我们来说,早已不仅仅是打电话、发短信了。上网、打游戏、看视频手机功能的不断延伸,伴随着对信息传输的速度、容量以及安全性能提升的巨大需求。然而,频谱资源的有限和匮乏,成为无线需求的最大桎梏。

  无线频谱资源和煤炭、石油一样并非用之不竭,而是有限非再生的。在一定的时间、区域和频域内,某一特定频段的频率资源一旦被使用,其他设备便不能再用。任何无线电业务的开展,都需要无线电管理机构为其分配频谱资源。面对无线通信飞速发展的挑战,如何更加高效利用有限的频谱资源和开发新的通信资源,一直是无线通信领域研究的热点。

  在这个过程中,殷勤业教授团队另辟蹊径,大胆提出了空谱的概念:信号在空间传播,传播过程中要占据一定空间。空间的区别,为频谱的反复使用创造了条件。信号的维度,也就从时间和频率两维拓展到时间、频率、空间三维。空间仅仅被证实的就包括上下左右前后多个维度。每多一个维度,信息通道成几何倍数增加。随着使用场合的不同和人们对空间认识的不断深入,维度还有多个可能性。这仅仅是理论吗?在多天线收发数字无线通信中,研究人员发现各处的信号空谱是不同的,这也证实了无线通信不仅有频谱资源还有更为丰富的空谱资源。因此,运用技术手段利用好空间谱,频谱资源的匮乏就不是问题。

  由于电磁波在开放的时空中自由传播,无线电业务频率之间容易出现干扰,这也是无线频谱资源要划分使用的原因。利用空间谱,要解决的核心问题,就是信号的相互干扰。团队通过技术手段,改变信号广播式的传播特性,把电磁信号约束在尽量小的空间内,避免了相互干扰,使得同一频谱资源,被不同空间的用户反复使用成为可能。从这个角度讲,空谱也意味着无线通讯领域的可再生能源。

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