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综合业务网理论及关键技术国家重点实验室

    发布时间:2017-12-09

  
  综合业务网理论及关键技术国家重点实验室依托西安电子科技大学,于1989年由国家计委批准立项,1991年开始建设,1995年10月通过国家验收,并正式投入开放运行。作为我国西北地区在通信领域唯一的国家重点实验室,实验室已成为国内信息与通信领域基础研究的重要基地和高层次人才培养基地。实验室取得了许多具有国内领先水平的科研成果,有的在技术上达到国际先进水平。     
  实验室依托于信息与通信工程、网络空间安全以及军队指挥学3个国家一级学科,目前主要研究方向包括“通信网络体系架构及关键技术”“高效信源和信道编码技术”“信息传输理论与技术”“信息安全及密码理论与技术”。
  实验室科研场地面积7500平方米,设备6400余万元。计算机工作站网络系统,由SPARC服务器和多台SUN工作站、微机等联网构成,并配置有EDA、CASE等软件。实验室拥有“高频大宽带无线通信测试平台与实验环境”“高性能仿真与云计算平台”“高性能视频采集与分析测量平台与实验环境”“无线网络安全测试分析平台”“光通信和量子通信的基本测试平台”“40GHz屏蔽室”等公共仪器平台。拥有F32MIMO信道仿真器和高性能计算仿真系统等大型仪器设备。大中型仪器设备进入了陕西省大型仪器设备网站和西安市大市场仪器共享网进行共享,对中兴通讯、上海无线通信研究中心等单位提供共享服务。近5年,实验室相继投入了近3000万元用来更新实验室的设备条件和公共环境。
  
增强队伍建设,专注通信研究
  
  实验室作为优秀人才的培养基地和科技创新的重要基地,在依托单位西安电子科技大学有力支持下,通过多年的培养和建设,实验室汇聚了一批基础扎实、治学严谨的中青年学术骨干,形成了团结协作、勇于创新的科研群体。现有固定研究人员61名,其中教授48人,副教授12名;具有院士1人,国家杰出青年科学基金获得者4人,长江学者特聘教授7人,国家“千人计划”1人,国家“百千万人才工程”和新世纪“百千万人才工程”5人,青年“千人计划”1人,优秀青年基金获得者3人,青年长江学者2人,国家“万人计划”领军人才2人,中青年创新科技领军人才3人,国家科技奖励获得者19人,教育部跨世纪/新世纪人才11人等。拥有“宽带无线通信”“网络与信息安全”“视觉计算与协同认知”等三个教育部创新团队;“影像处理与安全传输”科技部重点领域创新团队;“计算理论与影像信息学”“图像处理与安全传输”“复杂地物环境电波传播与散射”和“高安全高可靠传输”4个陕西省重点科技创新团队。
  实验室定位于通信领域的高水平应用基础研究。主要学术方向是从发展综合业务网或多媒体信息网的应用出发,研究新型通信网络的理论及关键技术,包括网络与交换、信源编码、信道编码与信息传输、信息安全与密码学等理论与技术。主要研究内容有:基于异步转移模式(ATM)的宽带综合接入技术及应用系统;高速无线接入与宽带无线IP和移动IP技术;新的组网理论与技术(如新的标记交换、CUT-THROUGH交换、自组织网、主动网等);高效图象压缩编码技术及模型基和内容基视频编码方法;新型高效传输体制COFDM(编码正交频分复用);流密码、分组密码、现代公钥密码的理论、设计与分析;网络(如Internet,Intranet)中的密码算法和认证协议 。
  
重视合作交流,成就斐然成绩
  
  近5年来,实验室获得国家级二等奖6项,省部级一等奖11项;发表SCI检索论文983篇,其中I区论文37篇,II区论文(不含I区)287篇;授权发明专利620项。实验室广泛开展国际学术交流与合作,与美国、日本、英国、芬兰等国著名大学与科研机构均有紧密合作。五年来,实验室举办29次国际和全国性学术会议,邀请了国内外专家来实验室做学术报告335人次,其中IEEE Fellow做学术报告57人次,实验室26人次在国际会议上做大会特邀报告,具有较高的学术地位和国际影响力。实验室代表性成果有:
  1.Shannon信息论相关新理论
  Shannon信息论最初是为了解决通信的有效性和可靠性问题。但随着应用需求的不断变化和扩展,与Shannon信息论相关的新理论不断应运而生。实验室针对应用网络编码进行信息传输时的安全问题,2008年在国际上首次提出安全网络码概念和安全网络编码模型,引领了安全网络编码的发展方向;提出了网络编码在视频传输以及无线ad hoc网络中的应用方法;提出了一类基于级联结构的量子好码,填补了量子编码理论的空白;给出了量子汉明限对非纯量子码的约束能力,部分解决了量子编码理论中著名的公开问题;提出了高非线性度弹性布尔函数的构造方法,在“弹性布尔函数的非线性度的紧上界”这一科学难题上取得重要进展。
  2.安全的认知无线自组织网络
  自组织网络是一种没有预定的基础设施支撑的自组织、可重构的多跳无线网络。实验室建立了多维资源的表征体系和管控体系,形成了资源利用的新方法和协议,提升了无线接入系统的环境认知能力、资源高效利用能力和自适应动态传输能力,有效地解决了动态可变无线接入环境下网络资源的不连续性(不可流动性)和网络传输的瓶颈(资源利用的低效性)问题;发明了安全高效的无线接入方法,主导了无线局域网安全接入及架构标准的制定;提出了大规模自组织网络的新型路由技术并构建了验证系统
  3.高效图像与视频编码系统
  图像与视频编码是实验室的重点研究方向之一。在该领域实验室提出了一种基于行小波变换和比特平面并行编码的高可靠抗误码图像压缩方法;提出了适用于多光谱图像数据特性的分布式压缩算法、基于混合码率分配的立体影像压缩算法、高效的静止与活动图像一体化压缩方案、高效视频编码标准—高效MVC的MS-FMM算法及一套完整的基于码流分析的网络视频流质量评估系统;研制了我国第一颗航天图像压缩专用芯片,为我国下一代高分辨率对地观测的发展提供了重要的技术支撑。
  4.高效宽带无线中继通信系统
  在高移动性环境下如何实现高频谱效率、高能量效率的通信是新一代宽带无线数字通信系统研究的重要课题。实验室率先构建了GF(64)上的多元LDPC码编译码器和FPGA硬件实现系统;突破了联合网络编码——信道编码的优化设计方法,提出了新型协作中继传输方式;解决了高速移动下OFDM系统的信噪比与频偏估计的难题。
  5.多域隐蔽通信方法和系统
  隐蔽通信是一类低截获概率的通信方式,以其通信可靠、安全性高、抗干扰能力强的显著特点,广泛应用于现代各通信领域中,是实验室长期持续的特色研究方向之一。提出了一种用于流星余迹通信中极低谱密度条件下的弱信号检测方法,构建了新一代流星余迹通信系统;提出基于分组密码理论的跳频序列族产生理论和基于近似熵的跳频序列复杂度检验理论,成功设计了跳频加密芯片并获得广泛应用;提出了频率时间联合调制的量子密钥分发方案和基于单光子的单向直传协议,提出并验证了分层量子通信网络架构、基于星上FDMA/CWTDM转换的卫星隐蔽通信新体制;构建了远距离大气激光通信系统。
  实验室积极争取主管部门和依托单位的支持,坚持“开放、流动、联合、竞争”的运行机制,充分发挥学术委员会的作用,充分发挥学术带头人的作用,开展了比较广泛的合作研究和学术交流活动,向国际一流实验室看齐。
  
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