大家讨论一下无线通信领域的一些开放性问题和热点话题吧
01-01
一直想对目前无线通信领域的一些open issue和热点问题进行总结,但是一个人的知识面啊 高度啊 深度啊都是很有限的,大家一起来讨论一下吧,我先说说我个人的观点。
我觉得以下话题还是值得研究和讨论的:
网络信息论:普适信道条件下的超过三节点的可达容量区域的闭合表达式,可达到该界的手段,比如编码、时延、路由、功率等的优化。该方向从P R Kumar的那篇文章开始后如火如荼,吸引了一大批信息论高手来探讨,但是目前得到的结论大部分都是一些界,这些界的松紧不好评断,要么得到的是特殊信道和网络条件下的闭合表达式,不具备普适性。
网络层信息安全和隐私:目前很多基于无线通信的安全和隐私是直接借用传统计算机网络的分析方法,无线通信同计算机网络有着本质的区别,信道的开放式、计算能力的有限性、信道的时变特性,这个时候如何从无线通信本身出发考虑安全和隐私,而且这其中隐私是比安全还重要的且难的方向。目前很多安全和隐私的分析都是针对特定的网络,比如VANET, smart grid,DTN等,如何从无线通信本身的特点来分析是个值得研究的问题。
物理层安全:目前这个方向也比较热门,主要分为两个流派,一类是传统的信息论角度来分析安全容量,当然超过3节点的通信容量本身就是没解决的问题。一类是从经典的信号处理角度出发,设计一些协议来实现这样的物理层安全。
干扰对齐:干扰对齐能够从数学上解决资源的切蛋糕利用的局限性,从自由度的角度来分析可用资源的刻画,然后很多基于数学空间理论的分析在数学黎曼本身就是没解决的问题,比如预处理的数学理论结果应该是一个不变的非平凡子空间,这个空间的寻找在数学上也是值得研究的。
能量有效性:一讲到能量,这是无线通信里面比较根本的问题,很多技术都是针对能量本身提的,之前我们是考虑能量的一维特性,那就是能量的消耗,现在我们有能量捕获的概念,这拓展了能量的维度,在有进有出的情况下,如何去评价能量有效性,并且达到这个能量有效性是个有意义的话题。
软件定义网络:以前SDR啊 CR啊很火,那是从底层的适变性 拓展性 兼容性等角度来分析的,现在为了更好的实现网络融合,SDN很火,把传统网络中的数据平面和控制平面分离,从业务本身来出发来选择网络,而不是以前的有什么样的网络决定了什么的业务。统一由一个控制平面来调度,打破传统的网络间的区分,这是一个很了不起的想法。因此这里面的很多关键技术是很值得研究的。
量子计算对传统技术的冲击: 现有的所以加密解密方式看似有很好的性能,但是一旦量子计算达到了很高的水平,现有的密码体制统统作废,那对现有的各种网络的影响会怎样?这是个很知道深思的问题
深海深空通信:水下通信一直是个比较难的问题,要么靠声呐 要么靠激光,这些都是本身就有很多局限性的,水下信道的建模,容量的分析等等都是难题。深空的话主要是超长距离 大时延,以及一些星体遮挡啊 各种射线和太阳黑子的影响等等导致信道的特性十分恶劣,同时很难进行大规模组网,因为深空的东西都是在运动的,那些相对静止的稳定点 比如拉格朗日点就那么多,如何进行组网,这中间的调制啊 编码啊 路由啊 都是大问题。底层的大口径天线和微弱信号检测和接收也是难题。
业务的建模和预测:如果一个网络能对所承载的业务进行很精确的建模和预测,那么会大大提高网络的效率,但是业务的产生大部分是由人产生的,这个时候的建模和预测就很难单单从物理上去分析了,地域 时间 人群等等都会产生影响。
机器学习对无线通信的影响:我们以前提的CR啊 SDR啊之类的很多都类似于人工智能,自我学习 自我成长的机制是一个趋势,但是无线通信的信道条件,网络结构相当复杂,相当于传统计算机网络而言,有很大的不确定性,如何从无线通信的角度去阐述机器学习,学习什么?不确定因素的建模等等都是难题。
毫米波通信的信道建模:太赫兹传输这些技术让人眼前一亮,但是频率那个高,很多现象也跟着出现了,各种吸收和损耗,如何进行建模是个难题
纳米通信:这个概念是近几年开始火的,从微观的角度去分析和利用这些特性,这里面的天线啊 调制啊 信道建模啊 容量分析啊 统统都是新领域,同时借鉴细胞和病毒传播机理的无线通信体制的设计,这个也是划时代的。因为靠晶体硅的时代应该要到极致了,不然很多计算能力就上不去了。
社交网络:基于小世界现象的社交网络的分析是一个很有趣的问题,因为六度分割理论本身就很有意思,对他的精确数学描述和物理映射将会是一个难题,这个直接决定了社交网络的理论基础。
还有一些暂时没有想到,欢迎大家积极补充。
我觉得以下话题还是值得研究和讨论的:
网络信息论:普适信道条件下的超过三节点的可达容量区域的闭合表达式,可达到该界的手段,比如编码、时延、路由、功率等的优化。该方向从P R Kumar的那篇文章开始后如火如荼,吸引了一大批信息论高手来探讨,但是目前得到的结论大部分都是一些界,这些界的松紧不好评断,要么得到的是特殊信道和网络条件下的闭合表达式,不具备普适性。
网络层信息安全和隐私:目前很多基于无线通信的安全和隐私是直接借用传统计算机网络的分析方法,无线通信同计算机网络有着本质的区别,信道的开放式、计算能力的有限性、信道的时变特性,这个时候如何从无线通信本身出发考虑安全和隐私,而且这其中隐私是比安全还重要的且难的方向。目前很多安全和隐私的分析都是针对特定的网络,比如VANET, smart grid,DTN等,如何从无线通信本身的特点来分析是个值得研究的问题。
物理层安全:目前这个方向也比较热门,主要分为两个流派,一类是传统的信息论角度来分析安全容量,当然超过3节点的通信容量本身就是没解决的问题。一类是从经典的信号处理角度出发,设计一些协议来实现这样的物理层安全。
干扰对齐:干扰对齐能够从数学上解决资源的切蛋糕利用的局限性,从自由度的角度来分析可用资源的刻画,然后很多基于数学空间理论的分析在数学黎曼本身就是没解决的问题,比如预处理的数学理论结果应该是一个不变的非平凡子空间,这个空间的寻找在数学上也是值得研究的。
能量有效性:一讲到能量,这是无线通信里面比较根本的问题,很多技术都是针对能量本身提的,之前我们是考虑能量的一维特性,那就是能量的消耗,现在我们有能量捕获的概念,这拓展了能量的维度,在有进有出的情况下,如何去评价能量有效性,并且达到这个能量有效性是个有意义的话题。
软件定义网络:以前SDR啊 CR啊很火,那是从底层的适变性 拓展性 兼容性等角度来分析的,现在为了更好的实现网络融合,SDN很火,把传统网络中的数据平面和控制平面分离,从业务本身来出发来选择网络,而不是以前的有什么样的网络决定了什么的业务。统一由一个控制平面来调度,打破传统的网络间的区分,这是一个很了不起的想法。因此这里面的很多关键技术是很值得研究的。
量子计算对传统技术的冲击: 现有的所以加密解密方式看似有很好的性能,但是一旦量子计算达到了很高的水平,现有的密码体制统统作废,那对现有的各种网络的影响会怎样?这是个很知道深思的问题
深海深空通信:水下通信一直是个比较难的问题,要么靠声呐 要么靠激光,这些都是本身就有很多局限性的,水下信道的建模,容量的分析等等都是难题。深空的话主要是超长距离 大时延,以及一些星体遮挡啊 各种射线和太阳黑子的影响等等导致信道的特性十分恶劣,同时很难进行大规模组网,因为深空的东西都是在运动的,那些相对静止的稳定点 比如拉格朗日点就那么多,如何进行组网,这中间的调制啊 编码啊 路由啊 都是大问题。底层的大口径天线和微弱信号检测和接收也是难题。
业务的建模和预测:如果一个网络能对所承载的业务进行很精确的建模和预测,那么会大大提高网络的效率,但是业务的产生大部分是由人产生的,这个时候的建模和预测就很难单单从物理上去分析了,地域 时间 人群等等都会产生影响。
机器学习对无线通信的影响:我们以前提的CR啊 SDR啊之类的很多都类似于人工智能,自我学习 自我成长的机制是一个趋势,但是无线通信的信道条件,网络结构相当复杂,相当于传统计算机网络而言,有很大的不确定性,如何从无线通信的角度去阐述机器学习,学习什么?不确定因素的建模等等都是难题。
毫米波通信的信道建模:太赫兹传输这些技术让人眼前一亮,但是频率那个高,很多现象也跟着出现了,各种吸收和损耗,如何进行建模是个难题
纳米通信:这个概念是近几年开始火的,从微观的角度去分析和利用这些特性,这里面的天线啊 调制啊 信道建模啊 容量分析啊 统统都是新领域,同时借鉴细胞和病毒传播机理的无线通信体制的设计,这个也是划时代的。因为靠晶体硅的时代应该要到极致了,不然很多计算能力就上不去了。
社交网络:基于小世界现象的社交网络的分析是一个很有趣的问题,因为六度分割理论本身就很有意思,对他的精确数学描述和物理映射将会是一个难题,这个直接决定了社交网络的理论基础。
还有一些暂时没有想到,欢迎大家积极补充。
这是要招博士生啊
量子共振通讯
学会此技可屠龙
写得非常好啊。受教了。
好像纳米通信比较新,但是据说拿不到钱。
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