專家信息:
徐坤,男,漢族,1973年出生,中國共產黨員,博士,F任北京郵電大學信息光子學與光通信國家重點實驗室副主任,北京郵電大學光通信與光電子學研究院教授、博士生導師。
教育及工作經歷:
2003年畢業于清華大學電子工程系獲物理電子學工學博士學位。
2004年任新加坡南洋理工大學“TCT”訪問學者。
社會任職:
1. IEEE光纖無線融合技術分委員會委員。
2. 亞太微波光子學會技術委員會委員。
教學情況:
主講課程:
講授“微波技術基礎”、“非線性光纖光學”、“電信發展趨勢”、“信息通信技術發展趨勢”等多門本科和研究生課程。
培養研究生情況:
指導碩士5名。
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科學研究:
研究方向:
主要從事光纖無線融合網絡、光載無線系統、微波光子技術方面的研究。
承擔科研項目情況:
承擔或參與國家863、973、自然科學基金和國際合作等15項國家級研究課題,其中主持6項。目前主持1項國家863計劃重大(主題)項目課題,參與1項973課題和1項自然科學基金重點國際合作項目。
1. 國家863計劃“光子集成技術與系統應用”子項目:基于PIC的實驗系統、業務應用與評測技術。
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科研成果:
1. “超寬帶微波光子信號處理技術及應用”,入選“2008年中國光學重要成果”。
2. 面向突發業務的新型超高速光子交換模式的基礎理論 伍劍; 洪小斌; 郭宏翔; 王宏祥; 劉雷; 徐坤; 紀越峰; 林金桐 【科技成果】北京郵電大學 2009-10-01
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發明專利:
1. 掃頻源瞬時頻率檢測方法與系統 閆勵; 戴一堂; 謝小軍; 王瑞鑫; 高宇洋; 徐坤; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2012-12-05
2. 基于光采樣的射頻頻率測量方法及裝置 戴一堂; 閆勵; 徐坤; 伍劍; 李巖; 洪小斌; 郭宏翔; 左勇; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2013-03-20
3. 高頻微波信號全光下變頻系統 徐坤; 段瑞敏; 戴鍵; 伍劍; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2012-01-18
4. 寬帶射頻拉遠光傳輸鏈路及傳輸方法 徐坤; 牛劍; 崔巖; 戴一堂; 李巖; 洪小斌; 伍劍; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2012-01-18
5. 多射頻頻率測量裝置及方法 戴一堂; 謝小軍; 徐坤; 伍劍; 李巖; 洪小斌; 郭宏翔; 左勇; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2012-05-02
6. 光通信方法和系統 伍劍; 王慧; 李巖; 洪小斌; 郭宏翔; 左勇; 徐坤; 李蔚; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2012-04-25
7. 基于相干光頻率梳的信道化寬帶多頻測量系統 戴一堂; 謝小軍; 閆勵; 王瑞鑫; 徐坤; 李巖; 伍劍; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2012-08-15
8. 激光器寬帶射頻調制電路 湯兆星; 徐坤 北京郵電大學 【中國專利】北京郵電大學 2012-08-15
9. 射頻光子鏈路系統 徐坤; 戴鍵; 段瑞敏; 戴一堂; 李建強 北京郵電大學 【中國專利】北京郵電大學 2012-10-31
10. 一種光纖pH計 洪小斌; 劉方森; 郭宏翔; 伍劍; 徐坤; 林金桐 北京郵電大學 【中國專利】北京郵電大學 2011-03-02
11. 可調諧半導體激光器的制作方法 伍劍; 閆勵; 徐坤; 戴一堂; 李巖; 林金桐 北京郵電大學 【中國專利】北京郵電大學 2011-05-25
12. 光信噪比監測裝置及監測方法 伍劍; 李蘭蘭; 李靖達; 吳冰冰; 殷座山; 戴一堂; 郭宏翔; 李巖; 徐坤; 左勇; 洪小斌; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2011-06-08
13. 光載無線網絡媒體接入控制方法 徐坤; 沈希; 李巖; 戴一堂; 洪小斌; 伍劍; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2011-06-29
14. 一種光纖入侵檢測系統 洪小斌; 劉方森; 郭宏翔; 伍劍; 徐坤; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學; 蘇州市盛信光纖傳感科技有限公司北京科技分公司 2011-07-06
15. 數字射頻接收機前端裝置、接收機及前端接收方法 徐坤; 呂強; 戴一堂; 李巖; 洪小斌; 伍劍; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2011-10-05
16. 高頻寬帶射頻信號光纖拉遠系統 徐坤; 戴鍵; 崔巖; 段瑞敏; 伍劍; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2011-11-09
17. 一種信號處理方法、裝置和系統 羅愛平; 伍劍; 徐坤; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2008-07-02
18. 一種基于平衡檢測的光纖傳感系統 洪小斌; 伍劍; 徐坤; 林金桐; 左超 【中國專利】北京郵電大學 2008-10-15
19. 一種基于波分復用的光纖傳感系統結構 伍劍; 洪小斌; 徐坤; 林金桐; 左超 【中國專利】北京郵電大學 2008-10-01
20. 雙干涉環周界安全防護定位系統 洪小斌; 伍劍; 徐坤; 左勇; 林金桐; 左超 【中國專利】北京郵電大學 2009-03-11
21. 基于相干光時域反射的周界防護傳感定位系統 洪小斌; 伍劍; 徐坤; 左勇; 林金桐; 左超 【中國專利】北京郵電大學 2009-05-27
22. 減小高功率法拉第隔離器熱致退偏的設計方法 葛廷武; 陸丹; 伍劍; 徐坤; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2009-07-29
23. 光網絡中基于SOA交叉增益調制效應的全光突發放大器 曹孝元; 洪小斌; 伍劍; 徐坤; 左勇; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2009-03-11
24. 基于布里淵光纖激光器的可調諧微波光子濾波器 張祖興; 伍劍; 徐坤; 洪曉斌; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2009-05-20
25. 一種光纖麥克風 洪小斌; 郭宏翔; 李博; 伍劍; 徐坤; 林金桐 【中國專利】北京郵電大學 2010-07-14
論文專著:
發表國際學術期刊和會議論文90余篇,其中SCI檢索論文55篇(影響因子大于2的論文共計22篇)、IEEE期刊特邀論文1篇,國際會議特邀報告7次;出版國內第一部有關光載無線技術(ROF)的專著1部。
出版專著:
1《面向寬帶無線接入的光載無線系統》徐坤 李建強 電子工業出版社 2009年1月
發表中文論文:
1 基于微波光子技術的光載無線系統研究 徐坤; 李建強; 黃皓; 伍劍; 洪小斌; 林金桐 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室; 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室 【中國會議】全國第十三次光纖通信暨第十四屆集成光學學術會議論文集 2007-11-01
2 動態可重構的智能光載無線接入技術 田慧平; 徐坤; 紀越峰 北京郵電大學 【期刊】中興通訊技術 2012-10-10
3 面向2G/3G/4G/WLAN融合接入應用的光載無線分布式天線系統 徐坤; 紀越峰; 戴一堂 北京郵電大學 【期刊】中興通訊技術 2012-10-10
4 大動態、可重構、分布式的智能光載無線(I-ROF)系統 紀越峰; 徐坤; 田慧平; 王宏祥 北京郵電大學信息光子學與光通信國家重點實驗室 【期刊】中國科學:信息科學 2012-10-20
5 多波長激光發射光子集成技術 陳向飛; 劉文; 安俊明; 劉宇; 徐坤; 王欣; 劉建國; 紀越峰; 祝寧華 南京大學微結構國家實驗室; 武漢郵電科學研究院光纖通信技術和網絡國家重點實驗室(籌); 中國科學院半導體研究所; 北京郵電大學信息光子學與光通信研究院 【期刊】科學通報 2011-09-05
6 超寬帶光載無線系統及其關鍵技術 徐坤; 殷杰; 李建強 北京郵電大學 【期刊】中興通訊技術 2009-06-10
7 高功率法拉第隔離器多模退偏特性 葛廷武; 陸丹; 伍劍; 徐坤; 林金桐 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室 【期刊】光子學報 2009-10-15
8 超寬帶微波光子信號處理技術及應用 徐坤; 李建強; 張曄; 伍劍; 洪小斌; 林金桐 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室 【期刊】激光與光電子學進展 2009-02-10
9 D形雙包層大模場光纖激光偏振特性研究 陸丹; 葛廷武; 伍劍; 徐坤; 林金桐 北京郵電大學通信與光波技術教育部重點實驗室 【期刊】激光技術 2009-10-25
10 被動鎖模光纖激光器的多模式輸出 張祖興; 伍劍; 徐坤; 林金桐 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室; 江西師范大學物理與通信電子學院 【期刊】激光技術 2009-10-25
11 高功率隔離器單模與多模工作退偏特性 葛廷武; 陸丹; 伍劍; 徐坤; 林金桐 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室 【期刊】強激光與粒子束 2010-06-15
12 40 Gb/s光纖通信系統中自適應判決反饋均衡器的補償性能 陳文電; 徐坤; 伍劍; 林金桐 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室; 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室; 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室 北京 【期刊】半導體光電 2006-02-28
13 大都市網絡的解決方案——ROF技術 徐坤; 林金桐 北京郵電大學; 北京郵電大學 副教授 【期刊】現代電信科技 2006-09-15
14 環形腔光纖激光器邊帶偏振不穩定性 陸丹; 葛廷武; 徐坤; 伍劍; 林金桐 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室 【期刊】中國激光 2008-07-10
15 光柵致雙折射引起偏振相關損耗的理論分析 葛廷武; 陸丹; 徐坤; 伍劍; 林金桐 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室 【期刊】中國激光 2008-07-10
16 OBS路由器中交流耦合突發模式光接收機的設計方法 焦碩; 吳海珊; 陳曉晨; 徐坤; 林金桐 北京郵電大學55#信箱; 北京郵電大學55#信箱 【期刊】電子學報 2005-07-25
17 TCP在OBS網絡環境中性能的建模分析 焦碩; 吳海珊; 徐坤; 林金桐 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室; 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室; 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室 北京 【期刊】北京郵電大學學報 2005-12-30
18 基于LiNbO_3光波導調制器高速光碼型調制技術的比較 徐坤; 周光濤; 伍劍; 林金桐 北京郵電大學光通信中心; 北京郵電大學光通信中心; 北京郵電大學光通信中心 北京 【期刊】北京郵電大學學報 2004-08-30
19 40Gb/s光時分復用系統中兩級偏振模色散自適應補償實驗研究 周光濤; 張曉光; 席麗霞; 于麗; 沈昱; 張建忠; 張娜; 吳斌; 苑鐵成; 張洪明; 徐坤; 楊伯君; 林金桐 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室; 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室; 清華大學電子工程系; 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室 北京 【期刊】光學學報 2005-01-17
20 光纖和器件偏振模色散的測試與統計特性 徐坤; 陳明華; 陳宏偉; 謝世鐘 清華大學電子工程系; 清華大學電子工程系 【中國會議】全國第十次光纖通信暨第十一屆集成光學學術會議(OFCIO’2001)論文集 2001-10-01
21 基于光信號偏振度的偏振模色散補償系統的研究 徐坤; 戴一堂; 毛晉; 陳向飛; 李栩輝; 謝世鐘 清華大學電子工程系; 清華大學電子工程系; 清華大學電子工程系 北京 【期刊】光學學報 2003-10-17
22 40Gb/s光時分復用系統中兩級偏振模色散自適應補償實驗研究 周光濤; 張曉光; 席麗霞; 于麗; 沈昱; 張建忠; 張娜; 吳斌; 苑鐵成; 張洪明; 徐坤; 楊伯君; 林金桐 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室; 清華大學電子工程系; 北京郵電大學光通信與光波技術教育部重點實驗室 北京 【期刊】光學學報 2005-01-17
23 高速光纖通信中的偏振模色散及其補償技術 徐坤; 謝世鐘 清華大學電子工程系; 清華大學電子工程系 【期刊】半導體光電 2000-02-29
榮譽獎勵:
1. 2005年、2009年、2011年獲北京郵電大學“優秀共產黨員”榮譽稱號。
2. 2006年入選教育部“新世紀優秀人才支持計劃”。
3. 2007年獲北京高校第五屆青年教師教學基本功比賽理工組二等獎。
4. 2007年入選北京市“科技新星”計劃。
5. 2008年獲北京市教學成果一等獎。
6. 2008年入選北京郵電大學“師德標兵”。
7. 2010年獲教育部“霍英東青年教師獎”。
8. 2010年入選北京郵電大學“育人標兵”。
9. 2012年獲“北京高校優秀共產黨員”榮譽稱號。
資料更新中……
媒體報道一:
科研工作應以國家重大需求為念
——記北京郵電大學信息光子學與光通信國家重點實驗室副主任徐坤教授
在高清視頻、數字醫療、物聯網以及虛擬現實等需求的強勁推動下,寬帶化、泛在化、融合化的信息接入已成為信息社會的重要支柱和發展引擎,為此,世界發達國家紛紛啟動了下一代接入網絡的國家戰略行動。我國人口眾多,地域遼闊,信息交互量與日俱增,尤其是隨著各種新業務和新終端的不斷涌現,以及人—機—物交互需求的與日俱增,要求網絡能夠在任意時刻、任意地點提供靈活、節能、安全的多業務寬帶接入與泛在感知服務,因此,“寬帶接入與泛在感知”已成為我國面向信息社會的國家重大需求,而現有技術手段難以有效滿足,迫切需要探索新的解決方式,并對其中的關鍵科學問題開展系統深入的基礎研究。
北京郵電大學信息光子學與光通信國家重點實驗室副主任徐坤教授,多年來始終堅持以國家重大需求為導向,在國家863計劃重大(主題)項目、國家973項目、國家自然科學基金重點項目和國家科技部重大國際合作項目等研究計劃以及教育部新世紀人才計劃與廣東省產學研重點項目的支持下,通過幾年努力,在微波光子超寬帶無線信號處理、大動態多業務光載無線(Radio over Fiber-RoF)傳輸以及分布式動態可重構光載無線接入三方面取得了系列研究成果,并在此基礎上,構建了“面向寬帶接入與泛在感知應用的大動態、可重構、分布式的寬帶光載無線系統”研究與應用平臺,實現了多頻段、多制式微波信號在光域的寬帶處理、大動態傳輸與可重構組網。
徐坤教授的研究成果以其先進的技術指標,鮮明的技術特色,引起了國內外學術界的關注,對于光纖無線融合、微波光子技術等相關交叉學科領域的發展起到了一定的帶動作用。
悉心研究 解決方案終呈現
通過徐坤教授的介紹,我們了解到,“分布式光載無線系統”是實現“寬帶接入與泛在感知”的有效途徑,其基本原理是利用光子手段來實現多頻段、多制式微波信號的產生、傳輸、獲取與組網,充分發揮無線靈活接入和光纖寬帶傳輸的各自優勢。但其挑戰在于如何實現多頻段、多制式微波信號在光域的寬帶處理、大動態傳輸與可重構組網。經過悉心研究,徐坤教授和課題組的成員們一起創新性地提出了基于大動態、可重構、分布式的光載無線系統的解決方案。
首先,在微波光子超寬帶無線信號處理方面,提出了超寬帶、多制式光載無線信號的產生和光載超寬帶無線信號的頻譜處理技術。
在傳統的無線通信系統中,大部分微波信號處理功能是在基站中通過電信號處理器來完成,從而受到諸多成本和帶寬的限制。光載無線系統中功能集中化的配置和光電域的轉換使得在中心局完成一些全光微波信號的處理功能成為可能。研究發現,在光載無線系統中使用全光矢量調制技術可以方便地在光域上實現毫米波復雜調制,高效利用頻譜資源,避免了電域調制方法的限制,可以實現光域調制、變頻與傳輸的融合。
這一成果創新性地提出了基于MZM非線性特征的微波光子矢量調制結構,并成功產生4ASK、16QAM、16ASK、非均勻16QAM以及更高階QAM與ASK射頻矢量信號。此外還提出了基于電光相位調制器對輸入光方向性調制差異特性的微波光子矢量調結構,并成功產生DPASK及星型QAM射頻矢量信號。
除全光矢量調制信號的產生外,該成果還利用鈮酸鋰調制器的不同調制區域特性以及波長的調制相關性提出了多種全光超寬帶信號(UWB)的光生實現方案,并進行了實驗演示。
另一方面,光載超寬帶無線信號的頻譜處理包括光載超寬帶信號的濾波、變頻和感知。這是實現超寬帶多業務光載無線鏈路以及具有頻譜感知功能的分布式動態可重構的光載無線系統的關鍵技術。
微波光子濾波器是指借助現有或經過特殊設計的光子器件或者子系統來完成傳統微波濾波器同樣的處理功能。雖然光子技術的引入帶來了諸如低損耗、高帶寬、抗電磁干擾、靈活的可調性和可重構性、強大的并行處理能力等方面的優勢,但是依舊沒有徹底解決復雜度和成本等問題。
針對微波光子濾波器的研究熱點和難點,課題組分別基于鈮酸鋰相位調制器和雙電極驅動MZM提出并實驗驗證了多種新型微波光子帶通濾波器結構,相關結構還可以有效地與全光頻率上變換結合使用,從而更有利于此技術在ROF系統中的應用,關于這方面的研究在之前國內外鮮有成果發表。
除超寬帶信號的濾波、變頻外,探測泛在環境下微波信號的載頻大小,進行信息的獲取、處理和分析,也是實現超寬帶接入與泛在感知的關鍵。微波光子頻譜分析與感知正是基于此發展起來的一項關鍵技術,且在復雜電磁環境中,如何實現寬帶多頻率的頻譜感知與較小失真的寬帶微波信號分析處理成為一個亟待解決的問題。針對上述挑戰,該成果充分利用微波光子技術瞬時寬帶處理能力強、質量輕、損耗小、抗電磁干擾能力強等一系列優點,實現了寬帶微波的瞬時處理與測量,給微波信號的頻譜分析與感知開辟了一條新的研究思路。研究成果主要包括瞬時單頻點測量、相干信道化多頻點測量及基于光子壓縮采樣的瞬時多頻點頻譜感知與分析。分別實現了從單頻點到多頻點,窄帶到寬帶的頻譜感知與分析。
其次,在大動態多業務光載無線系統方面,提出了大動態超寬帶微波光子鏈路和雙工及不同拓撲網絡下光載無線鏈路傳輸的方案。
動態范圍和寬帶是微波光子鏈路的兩個重要評價指標,大的動態范圍意味大的無線覆蓋范圍,更大的傳輸帶寬意味著多業務的支持能力。大動態范圍、超寬帶的微波光子鏈路一直是微波光子鏈路的研究熱點和永恒的追求目標。在現代超寬帶無線感知系統中,射頻信號的大動態接收與傳輸是微波感知系統中的關鍵技術。目前微波接收前端和鏈路已成為下一代超寬帶泛在無線感知系統的主要瓶頸。
大動態超寬帶微波光子鏈路利用光子技術處理射頻信號的高速、寬帶和低損耗等突出優點,取代傳統的電的低噪放大器、混頻器和銅導線,突破傳統微波接收前端的技術壁壘。課題組創新性提出了新型數字相干接收的射頻光前端與鏈路系統,設計并成功實現了基于偏振調制與強度相干解調的方案以及射頻信號到中頻/基帶信號的全光下變頻。系統相關指標已達到國際先進水平。
以多頻點、多制式業務傳送,天線遠端本振信號傳輸等為代表的高性能應用需求的出現,對光載無線系統提出了新的要求和新的挑戰,光纖鏈路的色散效應將引起信號功率的周期性衰落,從而限制系統的處理帶寬、降低系統的性能指標。因此在寬帶范圍內實現射頻信號的長距離、高性能傳輸將變得尤為重要。
在研究中,課題組提出了在寬帶范圍內(0-18GHz)實現色度色散補償與高質量射頻信號光纖長距離傳輸的方案,并進行了實驗驗證與實際業務加載傳輸演示。其創新點在于應用了強度調制鏈路與相位調制鏈路頻率響應的互補特性,將兩調制器并行使用,適當的控制兩路信號的光功率與延時,通過在接收端實現信號的非相干合成,從而使接收到的信號在寬帶范圍內不受色散影響。該成果的主要優點在于系統結構簡單,對接收裝置要求低;可在寬帶范圍內實現功率衰落補償,滿足多業務需求提出的挑戰;操作簡單易于實現,大大降低成本。由于該成果具有寬帶特性,可同時高性能地實現多個信號長距離傳輸,滿足未來多業務混合傳輸的應用需求,可廣泛應用于未來多業務光載無線接入系統中。
隨著無線業務的種類逐漸增多,為每種業務鋪設一套無線傳輸設施會造成極大的浪費。因此,無線業務的混合傳輸是未來無線網絡的發展趨勢。RoF系統因其衰減小,帶寬寬的特點,成為射頻傳輸的最佳媒介。然而,RoF混合傳輸最大的瓶頸在于上下行的串擾。
課題組提出了利用兩根天線分別進行發送和接收,通過提高兩根天線的隔離度將系統上下行隔離的雙工技術。該研究成果詳細地分析了該雙天線系統設計過程中天線間隔離度、鏈路增益與系統動態范圍之間的關系。
目前,該領域的研究大多集中于點對點的簡單鏈路,在網絡布局復雜的樓內等實際應用中,如何構建點對多點復雜網絡拓撲結構的高性能光載無線拓撲網絡成為目前面臨的一個重要問題,基于粗波分復用技術的星型和樹型拓撲結構是低成本實現大范圍覆蓋的有效解決途徑。課題組提出并實現了基于粗波分復用技術的星型和樹型拓撲結構的光載無線原型網絡,其中采用低成本的直調光收發模塊,利用簡單的光纖布線,即可實現大范圍的射頻信號覆蓋及動態調控,該網絡架構為信息的接入與泛在感知應用提供了網絡支撐。與點到點的單鏈路相比,星型和樹型拓撲結構將面臨光功率的分配、多波長的復用以及摻鉺光纖放大器(EDFA)的使用等諸多問題,另外,本課題中采用了直接調制的光收發模塊,因此光纖中色散以及受激布里淵等非線性效應將對鏈路性能產生明顯的影響。實驗室對星型和樹型網絡拓撲結構的性能進行了深入的研究,建立了器件插損、受激布里淵效應、交叉相位調制效應和EDFA噪聲等對鏈路性能影響的數學模型并進行了仿真分析與實驗驗證,進而提出改善鏈路性能的方法。研究成果從網絡布局、信號質量兩方面拓展和保證了光載無線網絡在寬帶接入與泛在感知業務中的應用。
最后,在分布式動態可重構光載無線接入網絡方面,提出了認知、協同與高能效的光載無線網絡(3C-ROF)和基于分布式光載無線接入網絡的MAC層協議設計的解決思路。
RoF系統將多信道、多業務信號的產生、發送、接收和處理全部集中在中心局。將信號用光纖傳送至多個遠端天線單元,基于RoF系統這種與生俱來的中心處理機制,課題組提出并搭建了認知、協同及低能耗(Cognition,Collaboration, Power Conservation-3C)的分布式動態可重構光載無線接入系統。
綠色、低功耗是未來網絡的發展趨勢,如何實現綠色分布式光載無線網絡成為目前融合接入網面臨的一個重大問題,而對3C-ROF光載無線網絡能耗的理論模型研究,以及對網絡容量與能耗的均衡極限的分析方法研究是其中關鍵性的技術。通過研究,課題組創新性地提出了綠色、低功耗分布式動態可重構光載無線網絡的能耗模型以及網絡容量與能耗的分析方法,用于指導新型網絡的設計和優化。首次以模塊化思路建立了一套較為完整的理論能耗模型庫及能耗分析方法,為研究復雜拓撲結構下綠色、低功耗的智能光載無線網絡的組網及優化奠定了理論基礎。并依據該成果搭建了3C-ROF分布式天線網絡演示與驗證系統。
另外,光無線融合接入網的迅猛發展,高帶寬、多用戶與泛在化的接入需求,對光載無線網絡提出了新的要求。同時光載無線網絡引入的光纖增加了無線傳輸的額外時延,影響現有無線通信技術的媒體接入控制層(Medium Access Control, MAC)協議,且在一定程度上降低了現有網絡吞吐量性能。為了實現多小區、多用戶寬帶泛在接入,且滿足光載無線網絡動態可重構屬性的需求,需要探索研究具有靈活帶寬、高效接入、滿足多用戶高帶寬泛在接入需求的動態可重構光載無線網絡的新型媒體接入控制層協議。
課題組提了出基于光載無線網絡動態可重構屬性的MAC層協議的新模型,設計采用了頻率和時間雙重屬性因子的混合MAC層協議,將光纖引入的額外時延考慮進MAC層協議設計中,利用時間同步補償技術,實現各遠端天線單元的邏輯準同步。上述混合MAC層協議新模型解決了微波和光波協同作用下分布式光載無線網絡中多小區、多用戶、寬帶化和泛在化接入的問題。設計基于頻率和時間雙重屬性因子的混合MAC層協議,通過加入頻率標識,支持光載無線網絡動態可重構屬性。
乘勝追擊 系統平臺巧搭建
當研究取得一系列成果之后,徐坤教授帶領實驗室的成員們乘勝追擊,繼而開始了研究平臺的搭建工作,經過努力,成功搭建了兩大研究平臺——毫米波寬帶、大動態的多業務光載無線接入研究平臺和可重構、分布式的光載無線接入研究平臺。
毫米波寬帶、大動態的多業務光載無線接入研究平臺的搭建,是基于基于微波光子超寬帶無線信號處理和大動態多業務光載無線系統的研究成果該平臺通將光纖通信、微波光子信號處理與寬帶無線接入技術有機融合,以及自主研制器件與系統的結合,通過突破光單載波有線、無線業務混合調制與傳輸、光超連續譜多載波射頻傳輸、光載射頻信號的光子濾波與高靈敏度相干探測、下行光載波上行傳輸的再利用以及無線偏振分集傳輸與自混頻接收等關鍵技術,實現了寬帶有線業務(1.25-2.5Gbit/s)、超寬帶無線射頻業務(1.25-2.5Gbit/s@30-60GHz)以及寬帶無線中頻業務(2-300Mbit/s@2-15GHz)全雙工、混合、長距離接入,系統指標達到國際先進水平。并在國內首次實現了毫米波頻段1.3Gbit/s無壓縮高清電視業務傳輸演示,光纖傳輸距離超過20公里,無線傳輸距離大于5米。該技術可簡化遠端基站結構,降低系統傳輸成本,提高系統傳輸性能、頻譜效率,增大系統覆蓋區域和靈活性,實現基于光傳輸與超寬帶無線接入融合的泛在信息感知與接入。研究成果在“三網融合”超寬帶接入網絡、國防以及航空航天應用中具有廣泛前景。
接下來基于動態可重構的分布式光載無線接入網絡的研究成果,課題組又搭建了可重構、分布式的光載無線接入研究平臺。該系統平臺下行能實現無線多業務(WiFi、2G、3G和LET)的寬帶接入,上行與無線傳感器網絡技術結合,能實現泛在物聯網信息的獲取與感知。該平臺通過突破多功能綜合光載無線交換技術、基于射頻信號切換的無線帶寬分配技術、高線性、低成本的光纖、無線收發一體的遠端節點技術以及無線傳感網絡與WiFi中繼網絡的無縫銜接技術,實現了基于WiFi信號50-5000米范圍的泛在感知信號匯聚與控制,以及視頻監控、環境狀態監測、室內定位和寬帶業務接入等業務的演示。研究成果將為實現“感知中國”的物聯網技術提供一種全新解決方案,還可以廣泛應用在面向新一代移動通信網絡的分布式寬帶無線業務(WiFi、2G、3G與LTE)混合接入。
物盡其用 成果轉化力空前
由徐坤教授領導的課題組十分重視成果的轉化與推廣,他們積極與廣州飛瑞敖公司合作,研制成功了國內首套光載無線交換機及其分布式天線應用系統。該成果研究水平達到了國際先進水平,填補了國內外WiFi無線通訊及光纖無線電技術領域的空白。目前,已在工業化信息化、智能大廈、智能電網、智能農業、醫院無線覆蓋、高校物聯網實驗室等多個領域獲得了廣泛應用并創造了上千萬的產值。此外,課題組還積極參與國家無線通信重大專項,推動分布式光載無線網絡在高鐵和下一代無線通信方向的應用。
近期全球知名的科學新聞雜志《New Scientist》也對徐坤教授組在RoF分布式天線系統及其應用方面的情況進行了題為“Wired is the new wireless: Spreading the web in China”的報道,指出了相關研究的重要性與意義。
未來,徐坤教授將帶領課題組面向國家“寬帶泛在接入”的重大需求,緊密圍繞國家大力發展的寬帶接入技術、第三代、第四代移動通信技術以及物聯網技術,在基于分布式光載無線系統的超寬帶接入與泛在感知技術方面繼續拓展和創新。
文章來源:《科學中國人》2013-4-25
媒體報道二:
信息光子學領域一顆冉冉升起的新星——記北京郵電大學教授徐坤
徐坤,男,漢族,1973年出生,1995年12月入黨。北京郵電大學信息光子學與光通信國家重點實驗室副主任,教授,博導。他于2006年入選教育部“新世紀優秀人才支持計劃”,2007年入選北京市“科技新星”計劃,2010年獲教育部“霍英東青年教師獎”。北京郵電大學信息光子學與光通信研究院徐坤教授在平凡的教育崗位上默默耕耘,愛崗敬業,為人師表,教書育人,深受學生愛戴。在教學方面,徐坤承擔了多門本科生和研究生課程的教學工作,并榮獲了2007年北京高校第五屆青年教師教學基本功比賽二等獎;在教學改革方面,相關成果參與獲得北京市教學成果一等獎。他積極采用現代化的多媒體教學手段,將專業知識傳授與德育、人生觀教育緊密結合,教學生動活潑;他積極探索雙語教學并在教學活動中滲透人文、社科知識介紹,教學工作廣受好評。在科研方面,徐坤承擔或參與了國家“863計劃”、自然科學基金、國際合作、總裝預研等10項國家級研究課題,其中主持6項國家級課題,包括1項國家“863計劃”重大(主題)項目課題。在微波光子技術及其光纖無線融合接入應用方向取得國內領先、國際先進的研究成果。依托上述課題和成果......
資料更新中……
文章來源:《北京教育(高教版)》2012年第Z1期
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