导师简介
如果你想申请香港中文大学信息工程系的博士，那今天这期文章解析可能对你有用！今天Mason学长为大家详细解析香港中文大学的CHEN Lian Kuan教授的研究领域和代表文章，同时，我们也推出了新的内容“科研想法&开题立意”，为同学们的科研规划提供一些参考，并且会对如何申请该导师提出实用的建议！方便大家进行套磁！后续我们也将陆续解析其他大学和专业的导师，欢迎大家关注！
陈教授是香港中文大学信息工程系的教授,于1992年加入中文大学。他于1983年获得台湾大学电机工程学士学位,之后于1992年获得哥伦比亚大学电气工程硕士和博士学位。2004至2006年间,他担任信息工程学系系主任。2007至2013年,他是香港政府研究资助局工程小组成员。2010至2015年,他担任光子学高等研究中心主任。陈教授是IEEE光子学会和通信学会的高级会员,也是美国光学学会(OSA)的会员。他曾担任IEEE《光子技术快报》(2005-2011)和OSA/IEEE《光通信与网络杂志》(2012-2015)的副主编。
研究领域
陈教授的教学领域包括工程设计、信号与系统、通信系统原理、微处理器与计算机系统、光通信、光波网络以及光通信的高级主题。他的研究兴趣主要集中在可见光通信、光无线通信、下一代接入网络、先进调制格式与信号处理、光性能监测与管理、网络优化以及生物光子学等领域。他相信,他将在可预见的未来继续从事与光相关的研究。
研究分析
Y. Di, Y. Shao and L.-K. Chen, "Real-Time Wave Mitigation for Water-Air OWC Systems via Beam Tracking," IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 34, no. 1, pp. 47-50, 1 Jan.1, 2022. 这篇论文发表在IEEE光子技术快报上,研究水-空光无线通信系统中的波浪影响。文章提出了一种实时的波浪缓解方法,通过光束跟踪来减小波浪对通信质量的影响,实现了高速稳定的水-空光无线通信。这项研究推动了水下和水-空光无线通信的发展。
L.-K. Chen, Y. Shao and Y. Di, "Underwater and Water-Air Optical Wireless Communication," Journal of Lightwave Technology, vol. 40, no. 5, pp. 1440-1452, 2022. 这是一篇综述性论文,全面介绍了水下和水-空光无线通信的最新进展。文章分析了水下和水-空信道的特点,总结了各种通信方案的优缺点,指出了未来的研究方向。这篇论文为相关领域的研究者提供了很好的参考。
J. Zhao and L.-K. Chen, "Carrier Phase Recovery Based on KL Divergence in Probabilistically Shaped Coherent Systems," Journal of Lightwave Technology, vol. 39, no. 9, 2021. 这篇论文发表在光波技术期刊上,研究相干光通信系统中的载波相位恢复问题。传统的基于试验统计的方法在概率整形系统中性能下降。文章提出了一种基于KL散度的载波相位恢复算法,在保证性能的同时降低了计算复杂度。这项研究对高速相干光通信系统的设计具有指导意义。
G. Wang, Y. Shao, L. Chen, and J. Zhao, "Improved joint subcarrier and power allocation to enhance the throughputs and user fairness in indoor OFDM-NOMA VLC systems," Opt. Express 29, 29242-29256 (2021). 这篇论文发表在光学快报上,研究室内可见光通信系统中的资源分配问题。文章提出了一种改进的子载波和功率联合分配算法,在保证用户公平性的同时提高了系统的吞吐量。仿真和实验结果证明了所提算法的有效性。这项研究为高速大容量可见光通信系统的设计提供了新的思路。
Y. Shao, R. Deng, J. He, K. Wu, and L.K. Chen, "Real-time 2.2-Gb/s Water-air OFDM-OWC System with Low-complexity Transmitter-side DSP," IEEE OSA Journal of Lightwave Technology, vol. 38, no. 20, pp. 5668-5675 这篇论文发表在光波技术期刊上,演示了一个实时的2.2Gbps水-空OFDM光无线通信系统。文章采用了低复杂度的发送端数字信号处理技术,克服了水-空信道的严重衰落,实现了高速稳定的数据传输。这是水-空光无线通信领域的一个重要里程碑。
J. Shi, Y. Hong, R. Deng, J. He, L.K. Chen, G.K. Chang, "Demonstration of Real-Time Software Reconfigurable Dynamic Power-and-subcarrier Allocation Scheme for OFDM-NOMA based Multi-user Visible Light Communications," IEEE/OSA Optical Fiber Communication Conference (OFC), Paper Th3I.5, San Diego, USA, Mar. 2019. 这篇会议论文发表在OFC上,演示了一种基于OFDM-NOMA的多用户可见光通信系统。文章提出了一种实时的软件可重构的动态功率和子载波分配方案,可以根据信道状况和用户需求动态优化资源分配,提高了系统的频谱效率。这项研究展示了可见光通信系统灵活配置的巨大潜力。
项目分析
"Performance Maximization by Wave-aware Proactive Compensation for Water-air Optical Wireless Communication," RGC GRF 14219322, HK$896,311. (2022) 这是一个香港研资局资助的项目,旨在通过主动波浪补偿技术来最大化水-空光无线通信的性能。项目综合考虑波浪效应对通信的影响,设计波浪感知的信号处理和编码方案,从而提高水-空光无线通信的传输速率和可靠性。这项研究对于实现高速海洋通信具有重要意义。
"Ubiquitous High-Speed Optical Camera Communication and its Fundamental Data-rate Limit," RGC GRF 14204921, HK$698,661. (2021) 这个项目研究无处不在的高速光学相机通信及其基本数据速率限制。项目利用商用相机作为接收端,突破了传统光无线通信的速率瓶颈,同时研究了光学相机通信的基本数据速率极限。项目的研究成果推动了光学相机通信的发展,为未来的大规模应用奠定了基础。
"Spectrally-efficient Multiple Access for Multi-user Visible Light Communications," RGC GRF 14201217, HK$583,333. (2017) 这个项目研究面向多用户可见光通信的高频谱效率多址接入技术。可见光通信利用 LED 照明进行数据传输,具有绿色环保、安全、频谱资源丰富等优点,是 5G 及未来 6G 通信的重要组成部分。项目针对可见光通信多用户接入时的资源分配和干扰管理等问题,提出了非正交多址接入、分层强度调制等新型多址接入方案,大幅提升了系统的频谱效率,支持更多用户同时接入。这项研究推动了可见光通信多用户接入技术的发展。
研究想法
(1)水下/水-空光无线通信中的智能信道建模与优化:
传统的信道建模方法难以准确刻画水下/水-空信道的时空变化特性,导致通信性能受限。建议利用机器学习等智能算法,通过大数据分析提取信道的关键特征,构建自适应的信道模型,并以此为基础优化通信方案,如自适应功率和速率分配、智能编码调制等,从而进一步提升水下/水-空光通信的传输速率和可靠性。
(2)面向6G的可见光通信网络化方案设计:
目前的可见光通信系统主要基于点对点传输,难以支持6G泛在连接的需求。建议研究可见光通信的网络化方案,如可见光小微基站组网、异构网络协同传输等,解决覆盖范围、移动性支持、干扰管理等问题,打造满足6G需求的可见光通信网络。可以借鉴陈教授在多用户接入、资源优化分配等方面的研究经验。
(3)基于光学相机通信的海量物联网数据聚合方案:
光学相机通信具有成本低、易部署、接收视场角大等优点,非常适合用于海量分布式物联网传感器数据的回传。但是大规模组网场景下,存在接入冲突、数据响应延迟等挑战。建议在陈教授光学相机通信研究的基础上,设计面向物联网应用的多节点协同传输机制、分布式多址接入协议等,实现高效可靠的海量数据聚合。
(4)融合可见光与射频的协同通信系统设计:
可见光通信具有容量大、安全、无频谱许可等优点,但穿透能力差;射频通信覆盖广但容量有限。二者融合可发挥各自所长。在陈教授的多种光无线通信方案研究基础上,建议探索光-射频异构网络的架构设计、多维资源优化分配、跨层协同传输等问题,构建高速泛在的融合通信系统。
申请建议
(1) 在学术背景上,要对通信和信号处理领域有扎实的理论基础,熟悉信息论、编码调制、信道建模、多址接入、资源分配等知识。由于陈教授在光通信和光无线通信领域有诸多贡献,因此要重点学习光纤通信、无线光通信、可见光通信、水下通信等方面的知识。除理论外,还要加强对MATLAB、Python等仿真工具和实验平台的实践能力。
(2) 在研究方向选择上,要紧密结合陈教授的研究兴趣。可重点关注水下/水-空光无线通信、可见光通信、光学相机通信等方向。要在充分了解现有工作的基础上,找到其中的不足,并提出自己的创新思路。例如,在水下/水-空通信中,可考虑引入新的信道建模方法、智能算法等;在可见光通信中,可探索多用户接入、网络化组网等问题;在光学相机通信中,可研究面向物联网应用的组网传输机制等。
(3) 在文献综述和论文撰写上下功夫。要全面了解陈教授的代表性论文,梳理其研究脉络,把握最新进展。同时广泛阅读光通信和光无线通信领域的高水平文章,积累前沿研究问题,为自己的研究选题打好基础。在自己有了新想法后,要认真撰写论文,做好严谨的理论分析、详实的仿真验证,并思考实际应用价值。用高质量的论文吸引导师的注意力。
(4) 积极参与学术交流。在申请前,可参加光通信/光无线通信领域的重要会议如OFC、ICC、GLOBECOM等,展示自己的研究成果,增加学术曝光度。也可主动与陈教授的学生和合作者交流,初步建立联系。平时多参加研讨会、海报展等,锻炼表达能力。
(5) 申请资料要突出研究能力和学术潜力。简历要凸显与陈教授研究方向相关的背景知识、研究经历、已发表论文等。陈述研究计划时,要有清晰的问题意识,体现专业视角,展现创新思路,同时也要切合实际,可操作性要强。另外,平时要与导师保持适度的邮件沟通,表达学习意愿。推荐信也很关键,要请熟悉自己研究工作的老师填写。
【竞赛报名/项目咨询+微信：mollywei007】
