机构旨在为大家提供更加全面、深入的导师解析和科研辅导!每期我们会邀请团队的博士对各个领域的教授导师进行详细解析,从教授简介与研究背景 / 主要研究方向与成果分析 / 研究方法与特色 / 研究前沿与发展趋势 / 对有意申请教授课题组的建议这五个方面,帮助大家更好地了解导师,学会科研!
教授简介与研究背景
吴教授是哈尔滨工业大学电子与信息工程学院教授、博士生导师,长期深耕无线通信领域,研究覆盖B5G/6G系统的智能超表面(RIS)、物理层安全、无线资源管理及人工智能与等融合通信方向前沿。其学术背景成果,硕博均毕业于哈工大信息与通信工程学科,并赴加拿大麦吉尔大学访问交流,具备国际视野化。
吴教授主持国家自然科学基金、科技重大专项课题等10余项,涉及国家级重点项目,获得省级技术发明奖、自然科学奖及教学成果奖等。团队在IEEE Transactions系列期刊及通信领域顶会(如GLOBECOM、ICC)发表论文百篇,获授权专利72项,技术转化能力突出。此外,吴教授担任IEEE VTS哈尔滨分会主席及其多篇国际期刊审稿人,学术骨力显着。
研究背景关联性:吴教授早期于超宽带(UWB)通信的脉冲波形设计与干扰分析(如2005-2012年论文),奠定了其在信号处理与物理层优化的基础。随着通信网络向超密集化、转型演进,研究逐步转向RIS、AI赋能的资源管理及物理层安全,体现了从经典通信理论到6G前沿的连贯布局。
主要研究方向与成果分析
(1)智能超表面(RIS)网络优化RIS6G关键技术,通过异步电磁表面动态调节信道环境。吴教授在RIS领域的研究聚焦于多焦点精细与性能建模,主要成果包括:
· STAR-RIS辅助的NOMA系统:提出了Gamma分布信道模型下的理论框架,优化了多用户分簇与相位配置,显着提升了效率(IEEE TCOM 2022)。
· 多RIS动态覆盖:针对回传仓库容量架构场景,提出基于能效的RIS部署策略,降低传输时延(IEEE WCL 2022)。
创新点:突破传统RIS静态优化范式,引入动态环境负载与多目标联合优化(如能效-谱效均衡)。
(2)物理层安全与信道互易性
基于信道互易性(通道互惠)的密钥生成与安全传输是团队另一个核心方向。通过研究信道相关性分析(《通信学报》2021)及加权分数傅里叶变换(4-WFRFT)技术,构建抗窃听传输协议。例如,MIMO信道下结合4-WFRFT的物理层加密方案(IEEE AUTEEE 2021),有效提升密钥生成速率与安全性。
(3)在超密集网络(UDN)中AI赋能的干扰管理与资源分配
吴教授团队提出了基于干扰图的自适应自适应联合算法(《通信学报》2019),结合博弈论与深度强化学习,解决小区间干扰与资源竞争问题。近期研究进一步引入可解释AI(XAI),提升模型的同时优化效能(如EE-SE优化模型)。
成果亮点:理论与应用并重,如RIS研究兼顾数学建模(随机几何分析)与系统级仿真验证;物理层安全方案开展车载通信场景测试已(VTC 2019)。
研究方法与特色
方法体系:
· 跨层优化框架:融合物理层信号处理(如RIS相位设计)与高层资源调度(如NOMA用户分组),突破单层优化局限。
· 轻量化AI算法:针对通信低时延需求,开发基于图神经网络的学习模型,降低计算复杂度。
· 实验验证闭环:基于MATLAB/NS3搭建仿真平台,结合实测数据(如室内信道测量)验证算法鲁棒性。
团队特色:
· 学科交叉:整合信息论、优化理论、AI及密码学,如将WFRFT评定安全认证(IEEE GLOBECOM 2016)。
· 产学研良好:与华为、中兴等企业合作推动RIS原型开发,专利技术覆盖图纸设计、干扰协调等实用场景。
研究前沿与发展趋势
前沿动态:
· RIS与ISAC融合:探索RIS在通信-装备标准化(ISAC)中的双重功能,如通过反射波束实现目标检测与数据传输联合优化。
· 绿色6G网络:基于RIS的智能能耗控制与联邦学习驱动的动态节能策略,成为能效研究新热点。
· 语义通信安全:结合语义信息论,设计轻量级物理层加密算法,应对AI攻击威胁。
挑战与机遇:
· RIS硬件约束:现有研究多假设理想可控单元,实际器件存在测量与非线性响应,需开发鲁棒性算法。
· AI可解释性:需构建通信领域专用XAI框架,平衡模型性能与决策透明度。
对有意申请教授课题组的建议
学术讨论:
· 数学基础:强化凸优化、随机过程及矩阵分析能力,建议参考Boyd《Convex Optimization》及Tse《Fundamentals of Wireless Communication》。
· 技术工具:掌握MATLAB/Python(关注CVXPY、TensorFlow),熟悉NS3/OMNeT++仿真工具。
· 文献精读:重点研究阅读吴教授近年发表的期刊论文(如IEEE TCOM、TWC)及GLOBECOM会议报告,关注其方法论演进。
申请策略:
· 研究方向匹配:根据自身兴趣选择子领域(如偏好理论可关注RIS建模,工程实践任选物理层安全原型开发)。
· 前期成果展示:在申请材料中强调数学建模竞赛、通信项目经历或AI算法复现成果。
· 沟通主动性:通过邮件简述对某篇论文的理解(如指出模型改进的可能性),体现团队批判性思维。
团队文化习惯:吴教授课题组注重学术严谨性与技术创新,成员需要具备快速学习能力和团队协作意识。建议提前参与开源项目(如RIS仿真代码库),协作积累开发经验。