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院士1课堂 | 院士揭秘无线通信,引领学子探未来

日期:2024-03-13 来源: 作者: 浏览:
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3月8日,第27期“院士1课堂”开讲。新加坡工程院院士张瑞以《无线通信的过去与未来:从贝尔到5G和AI》为题,给米乐体育师生带来一场近距离的科普讲座。

张瑞院士以无线通信技术的发展为主线,深入剖析了从早期电报到5G网络的演进过程,并对未来的6G时代进行了展望。

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通信史上的里程碑

讲座伊始,张瑞院士带领同学们回顾了通信史上的几个重要里程碑。

“1789年法国大革命爆发,依靠骑马运送信件效率过低,为了尽快从前线把信息传回首都巴黎,法国人发明了Optical Telegraph(光电报),这也是最早的无线通信系统。”

但张瑞院士也表示,该设备具有很大的局限性,依赖于人眼观察机械臂,每隔几公里就要安装这样一个装置,一站一站把信息传回巴黎,所以效率非常低。直到萨缪尔·摩尔斯发明真正意义上的“电报”后,“肉眼可见的电报”变成了“看不见的电报”,人与人之间的沟通可以瞬间实现,人们熟悉的摩斯密码也诞生于此。

慢慢的,人们开始并不满足于单纯传递文本信息。1876年,贝尔率先提交专利,并在后来改良了电话机,纽约-芝加哥的电话线路开通时,他第一个试音:“喂,芝加哥。”这一历史性声音被记录下来。

20世纪,无线通信进入蓬勃发展期。广播、电视直播、移动手机……一个又一个里程碑的出现,极大程度上丰富和便利了人们的生活。张瑞院士介绍,从20世纪90年代至今,30年的时间里,无线传输网络速率增加了10的7次方,达到1000万倍的数量级,为现代技术的发展奠定了基础。

功不可没的数学家

法国数学家笛卡尔说过:“一切问题都可以转化为数学问题。”在无线通信领域中,数学同样起到了重要作用。

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张瑞院士提到了一个重要人物——克劳德·香农。他发表于1948年的的经典通信论文《通信的数学理论》,标志着信息论的诞生和通信问题从工程领域转向数学领域的转变,概率论成为了研究通信系统重要的工具。

香农提出了一种全新的思考方式,将通信问题抽象为信息的传输和编码问题,并用数学方法进行建模和分析。他引入了信息熵的概念,解决了对信息的量化度量问题,同时还解决了信道容量、信源统计特性、信源编码、信道编码等一系列基本技术问题。

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这一鲜活的范例,也让同学们深受鼓励和启发。大家纷纷表示,要克服畏难情绪,学好数学,为将来的深造打好基础。

相辅相成的6G和AI

在介绍完1G到5G的演进过程,张瑞将话题转向当前备受关注的6G网络和AI。

他提到6G在5G基础上,有了更高的愿景:沉浸式通信,超高稳定性、低时延通信,泛在连接,感知和通信……未来的6G网络将为人类带来更加便捷、高效和安全的通信体验。

张瑞院士还指出6G服务的对象是为了保证AI的应用,AI之所以成功是因为它经过大数据的训练,大数据的传输对无线网络的要求提高;反之,AI能给6G网络带来新的工具,让无线网络变得更智能化,人类与AI协同,必将提高生产效率,重塑产业模式。

那么,在AI背景下,未来同学们该如何选择自己的专业呢?张瑞院士也从专业角度给出了建议:“AI有着数据依赖性、适用范围有限、不确定性等局限性,不要盲目选择AI专业,可以主修一门专业同时辅修AI。”

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在讲座的最后部分,张瑞院士还列出科技类书单,鼓励同学们广泛阅读。

此次讲座的举办,不仅拓宽了学生们的视野,丰富其知识体系,也激发了他们对科学技术的兴趣和热情,为校园生活注入新的活力。南京米乐体育积极推动院士们走进校园,为更多的学生带来知识与智慧的盛宴。

THE END
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