思政案例-数字通信原理

项目一：思政案例：我国第一个信息论研究小组1948年，信息论创始人克劳德·艾尔伍德·香农发表了著名文章《通信的数学理论》，创建了信息时代的理论基础——信息论，香农因而被称为“信息论之父”。香农为通信工程师们点亮了灯塔，为他们的探索指明了工作方向。1956年4月，在位于张家口中国人民解放军通信学院，几个人在争论一个十分重要的问题——如何给一门新兴的学科确定中文名。大家你一言我一语，各抒己见。最后由一位戴眼镜的长者以其渊博的知识一锤定音：“信息论”。这就是科学界公认的我国第一个信息论研究小组。这位戴眼镜的中年人就是毕德显院士，他被公认为我国最早研究信息论的专家。作为我国最早研究信息论的著名学者，早在1949年，毕德显就以其渊博的知识和卓见，几乎与信息论创始人香农同期提出过相似的理论。他从通信和电子技术的全局出发，选定信息论的重要分支“雷达信息论”这个国际界也刚刚涉及的领域作为主攻方向。在研究小组成立的首次会议上，毕德显说到“研究这个东西很枯燥，也很费神，没有一种献身的精神恐怕难以坚持，更不可能出成绩，我们的原则是自愿。”，结果小组成员没有一个人打退堂鼓。于是毕德显率领一批理论功底扎实、敬业精神强、立志献身雷达事业的年轻人，开始了对雷达信息论的科学探索。这个小组在科学的道路上披荆斩棘，推动雷达技术的革命，为我国雷达技术赶超世界先进水平做出中国贡献。项目二：思政案例：信号处理在生物医学方面的应用信号处理在生物医学方面主要是用来辅助生物医学基础理论的研究和用于诊断检查和监护。例如，用于细胞学、脑神经学、心血管学、遗传学等方面的基础理论研究。人的脑神经系统由约100亿个神经细胞所组成，是一个十分复杂而庞大的信息处理系统。在这个处理系统中，信息的传输与处理是并列进行的，并具有特殊的功能，即使系统的某一部分发生障碍，其他部分仍能工作，这是计算机所做不到的。因此，关于人脑的信息处理模型的研究就成为基础理论研究的重要课题。此外，神经细胞模型的研究，染色体功能的研究等等，都可借助于信号处理的原理和技术来进行。信号处理用于诊断检查较为成功的实例，有脑电或心电的自动分析系统、断层成像技术等。断层成像技术是诊断学领域中的重大发明。项目三：思政案例：中国通信芯片产业持续发展在通信基带信号处理芯片产业领域，上游核心芯片和器件等领域仍依赖美国，中国则在主设备和运营商网络规模上占优。Intel、Xilinx等控制CPU、FPGA等高端逻辑芯片。TI、ADI等控制高速AD/DA、PLL等模拟芯片。高端逻辑芯片、存储芯片、高速模拟芯片等国产化率非常低，由于人才、经验积累等缺乏，突破仍需假以时日。在模块/子系统领域，Qorvo、Skyworks等占据射频器件主要份额，掌握5G毫米波技术。Finisar、Acacia等占据高端光器件主要份额。高频、大功率射频器件尚无法自产，主要依赖进口；25G以上速率激光器芯片国产化率较低，激光器、调制器等基本依赖进口。在主设备领域，中国企业占据行业半壁江山，华为中兴全球市场份额超过40%，专利方面华为、中兴5G专利总数已位居全球前列。在网络方面，中国5G网络部署有望全球领先，5G建站规模接近全球70%份额。项目四：思政案例：借助科技创新，推动绿色发展，助力美丽中国建设调制解调技术的发展，会更加节省频谱资源，提高频谱利用率。绿色发展是生态文明建设的必然要求，代表了当今科技和产业变革方向，是最有前途的发展领域。人类发展活动必须尊重自然、顺应自然、保护自然，否则就会受到大自然的报复。依靠科技创新破解绿色发展难题，形成人与自然和谐发展新格局，促进人与自然和谐共生。聚焦影响环境质量关键科学问题，加大科技投入，组织科技攻关，依靠科技创新破解绿色发展难题，形成人与自然和谐发展新格局。要发挥新型举国体制优势，加强科技创新和技术攻关，强化关键环节、关键领域、关键产品保障能力。应积极践行新型举国体制，坚持面向生态文明建设国家重大需求，充分发挥集中力量办大事的制度优势，创新组织方式，科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。以科技创新为驱动，协同推进降碳、减污、扩绿、增长，推动形成绿色发展方式和生活方式，奋力开创美丽中国建设新局面。项目五：思政案例：Palor码成为5G控制信道编码标准为了实现可靠的信号传输，编码学家在过去的半个多世纪提出多种纠错码技术如里所码（RS码）、卷积码，Turbo码等，并在各种通信系统中取得了广泛的应用。但是以往所有实用的编码方法都未能到香农于1948年所给出的信道传输的容量极限（也称为香农界）。2008年，土耳其的ErdalArikan教授发表了关于Palor码的论文。Palor码成为唯一理论证明可以达到香农极限的编码方案。它们开创了第三代信道编码技术。2016年华为主推的Palor码被采用作为5G控制信道编码的标准。在信道编码的发展历史中我们看到，三代信道编码技术中的每一代都需要10到20年才能从学术发现发展到行业标准。科学研究从理论转向实际应用是一个充满无数工程障碍的过程。达到香农极限的Polar码，有着低的编码和译码复杂度，解决了香农信息论领域尘封近60年的难题。项目六：思政案例：中国北斗精神北斗卫星导航系统（以下简称北斗系统）是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。20世纪后期，中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路，逐步形成了三步走发展战略：2000年年底，建成北斗一号系统，向中国提供服务；2012年年底，建成北斗二号系统，向亚太地区提供服务，2020年，建成北斗三号系统，向全球提供服务。中国坚持“自主、开放、兼容、渐进”的原则建设和发展北斗系统，探索出一条从无到有、从有到优、从有源到无源、从区域到全球的中国特色发展道路。

2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星。参与北斗系统研制建设的全体人员迎难而上、敢打硬仗、接续奋斗，从“灯塔”卫星导航的未竟梦想，到北斗全球圆梦，“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神，照亮着几代北斗人一路的跋涉和跨越。目前北斗系统已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用，产生了显著的经济效益和社会效益。北斗系统秉承“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”发展理念，与世界各国共享北斗系统建设发展成果，促进全球卫星导航事业蓬勃发展，为服务全球、造福人类贡献中国智慧和力量。项目七：思政案例：“互联网+”助力我国经济腾飞人类20世纪最伟大的发明之一是基于计算机发展技术的互联网。经过多年的发展，互联网因为其汇聚了现代电子信息技术、通信技术、计算机技术、软件技术、网络技术和数字技术等于一体，全面塑造了信息的感知、生成、生产、处理、存储、交换、传播和利用的方式。“互联网+”是新一代智能终端、新一代网络技术和新一代新型服务创新的集聚融合，是立足互联网技术实现跨界集成创新的重要入口。随着宽带网络加速光纤化、第五代移动通信技术的快速发展，互联网将通信物理系统的低能耗与计算技术的高效率紧密融合起来，快速度地推进新一代信息网络向综合、智能、融合、渗透方向发展，大范围地集成移动互联、大数据、社交网络、多媒体、人工智能、新型人机交互、物联网等新型技术综合应用，大跨度地实现了传统产业、新兴产业的协同创新、线上线下一体化的资源优化配置和再造商业模式的经济共享。“互联网+”，加的是创新驱动发展方式，加的是实体经济新的创新力和新的生产力，加的是现代商业模式创新，加的是生产流程再造和价值链重组。互联网因为其强大的渗透能力和宽广的包容精神，全面介入了国民经济、产业发展和人类生产生活各个领域，并逐步全面地改变了传统制造业和服务业的技术创新、管理理念、商业模式。“互联网+”正以一种新的经济形态和产业发展新的业态，将互联网的创新成果深度融合于经济社会各领域之中，充分发挥出互联网在生产要素配置中的优化和集成作用，同时也将互联网的创新成果深度融合于经济社会各个领域之中。这是我国经济社会的新常态，也是“互联网+”的新常态，“互联网+”已在各行各业广泛应用，我国经济新一轮腾飞势在必行。项目八：思政案例：5G助力疫情防控我国拥有16亿手机用户，通过发挥网络大国优势，利用大数据等新技术手段，能够实时、准确、全面地为疫情防控提供强有力的决策支撑。如今只需要发送一条短信就可以看到自己最近14天来曾到访地方的信息，不会带来任何瞒报信息的疑虑。三大运营商逐渐向用户开放“14天内到访地查询”。该服务可以帮助有关部门提高对流动人员行程查验的效率，对重点人群进行排查，实施精准防控，有助于做好当前形势下的复工复产。除了利用大数据、信息技术支撑服务疫情态势研判、疫情防控部署。5G在抗疫过程中也发挥了重要的作用。5G实时直播、5G的远程办公、5G机器人、5G成像等正为防疫抗灾做出贡献。在防疫抗疫过程中，为充分利用大医院的专家资源，5G+远程会诊系统快速在全国各地很多医院落地。通过远程会诊系统，专家可以对偏远地区医院的重症患者进行问诊，提供救治指导。同时，在火车站、机场、地铁等公共交通、人群密集区域，采用5G+热成像技术，快速完成大量人员的测温及体温监控，识别出温度异常的个体，并将数据准确快速实时回传，筑起疫情防控第一道防线。5G远程办公、远程教育等信息通信技术正助力实现抗击疫情和恢复生产两不误。中小学生可通过线上数字化空间中学习，做到停课不停学；企业员工通过云平台在线办公、召开视频电话会议等。5G正积极应用在各行业各部门，信息通信新技术的有效应用为保障生产逐步恢复，减少人群聚集、阻断疫情传播发挥了重要作用。任务九：思政案例：“墨子号”量子卫星：太空最耀眼的“科学之星”“墨子号”量子科学实验卫星是我国自主研发的全球首颗空间量子科学实验卫星，是中国科学院空间科学战略性先导科技专项首批确定的五颗科学实验卫星之一，旨在建立卫星与地面远距离量子科学实验平台，并在此平台上完成空间大尺度量子科学实验，以期取得量子力学基础物理研究重大突破和一系列具有国际显示度的科学成果，并使量子通信技术的应用突破距离的限制，向更深的层次发展，促进广域乃至全球范围量子通信的最终实现。我国对于量子通信的研究源于2001年，当时在中国科技大学组建了量子信息实验室。2016年8月，在中国酒泉卫星发射中心用长征二号运载火箭将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空，为人类探索远距离量子通信提供了新平台。