思政案例-數(shù)字通信原理

項(xiàng)目一：思政案例：我國(guó)第一個(gè)信息論研究小組1948年，信息論創(chuàng)始人克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)發(fā)表了著名文章《通信的數(shù)學(xué)理論》，創(chuàng)建了信息時(shí)代的理論基礎(chǔ)——信息論，香農(nóng)因而被稱為“信息論之父”。香農(nóng)為通信工程師們點(diǎn)亮了燈塔，為他們的探索指明了工作方向。1956年4月，在位于張家口中國(guó)人民解放軍通信學(xué)院，幾個(gè)人在爭(zhēng)論一個(gè)十分重要的問(wèn)題——如何給一門新興的學(xué)科確定中文名。大家你一言我一語(yǔ)，各抒己見(jiàn)。最后由一位戴眼鏡的長(zhǎng)者以其淵博的知識(shí)一錘定音：“信息論”。這就是科學(xué)界公認(rèn)的我國(guó)第一個(gè)信息論研究小組。這位戴眼鏡的中年人就是畢德顯院士，他被公認(rèn)為我國(guó)最早研究信息論的專家。作為我國(guó)最早研究信息論的著名學(xué)者，早在1949年，畢德顯就以其淵博的知識(shí)和卓見(jiàn)，幾乎與信息論創(chuàng)始人香農(nóng)同期提出過(guò)相似的理論。他從通信和電子技術(shù)的全局出發(fā)，選定信息論的重要分支“雷達(dá)信息論”這個(gè)國(guó)際界也剛剛涉及的領(lǐng)域作為主攻方向。在研究小組成立的首次會(huì)議上，畢德顯說(shuō)到“研究這個(gè)東西很枯燥，也很費(fèi)神，沒(méi)有一種獻(xiàn)身的精神恐怕難以堅(jiān)持，更不可能出成績(jī)，我們的原則是自愿?！?，結(jié)果小組成員沒(méi)有一個(gè)人打退堂鼓。于是畢德顯率領(lǐng)一批理論功底扎實(shí)、敬業(yè)精神強(qiáng)、立志獻(xiàn)身雷達(dá)事業(yè)的年輕人，開(kāi)始了對(duì)雷達(dá)信息論的科學(xué)探索。這個(gè)小組在科學(xué)的道路上披荊斬棘，推動(dòng)雷達(dá)技術(shù)的革命，為我國(guó)雷達(dá)技術(shù)趕超世界先進(jìn)水平做出中國(guó)貢獻(xiàn)。項(xiàng)目二：思政案例：信號(hào)處理在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用信號(hào)處理在生物醫(yī)學(xué)方面主要是用來(lái)輔助生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論的研究和用于診斷檢查和監(jiān)護(hù)。例如，用于細(xì)胞學(xué)、腦神經(jīng)學(xué)、心血管學(xué)、遺傳學(xué)等方面的基礎(chǔ)理論研究。人的腦神經(jīng)系統(tǒng)由約100億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞所組成，是一個(gè)十分復(fù)雜而龐大的信息處理系統(tǒng)。在這個(gè)處理系統(tǒng)中，信息的傳輸與處理是并列進(jìn)行的，并具有特殊的功能，即使系統(tǒng)的某一部分發(fā)生障礙，其他部分仍能工作，這是計(jì)算機(jī)所做不到的。因此，關(guān)于人腦的信息處理模型的研究就成為基礎(chǔ)理論研究的重要課題。此外，神經(jīng)細(xì)胞模型的研究，染色體功能的研究等等，都可借助于信號(hào)處理的原理和技術(shù)來(lái)進(jìn)行。信號(hào)處理用于診斷檢查較為成功的實(shí)例，有腦電或心電的自動(dòng)分析系統(tǒng)、斷層成像技術(shù)等。斷層成像技術(shù)是診斷學(xué)領(lǐng)域中的重大發(fā)明。項(xiàng)目三：思政案例：中國(guó)通信芯片產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展在通信基帶信號(hào)處理芯片產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，上游核心芯片和器件等領(lǐng)域仍依賴美國(guó)，中國(guó)則在主設(shè)備和運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)規(guī)模上占優(yōu)。Intel、Xilinx等控制CPU、FPGA等高端邏輯芯片。TI、ADI等控制高速AD/DA、PLL等模擬芯片。高端邏輯芯片、存儲(chǔ)芯片、高速模擬芯片等國(guó)產(chǎn)化率非常低，由于人才、經(jīng)驗(yàn)積累等缺乏，突破仍需假以時(shí)日。在模塊/子系統(tǒng)領(lǐng)域，Qorvo、Skyworks等占據(jù)射頻器件主要份額，掌握5G毫米波技術(shù)。Finisar、Acacia等占據(jù)高端光器件主要份額。高頻、大功率射頻器件尚無(wú)法自產(chǎn)，主要依賴進(jìn)口；25G以上速率激光器芯片國(guó)產(chǎn)化率較低，激光器、調(diào)制器等基本依賴進(jìn)口。在主設(shè)備領(lǐng)域，中國(guó)企業(yè)占據(jù)行業(yè)半壁江山，華為中興全球市場(chǎng)份額超過(guò)40%，專利方面華為、中興5G專利總數(shù)已位居全球前列。在網(wǎng)絡(luò)方面，中國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)部署有望全球領(lǐng)先，5G建站規(guī)模接近全球70%份額。項(xiàng)目四：思政案例：借助科技創(chuàng)新，推動(dòng)綠色發(fā)展，助力美麗中國(guó)建設(shè)調(diào)制解調(diào)技術(shù)的發(fā)展，會(huì)更加節(jié)省頻譜資源，提高頻譜利用率。綠色發(fā)展是生態(tài)文明建設(shè)的必然要求，代表了當(dāng)今科技和產(chǎn)業(yè)變革方向，是最有前途的發(fā)展領(lǐng)域。人類發(fā)展活動(dòng)必須尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然，否則就會(huì)受到大自然的報(bào)復(fù)。依靠科技創(chuàng)新破解綠色發(fā)展難題，形成人與自然和諧發(fā)展新格局，促進(jìn)人與自然和諧共生。聚焦影響環(huán)境質(zhì)量關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，加大科技投入，組織科技攻關(guān)，依靠科技創(chuàng)新破解綠色發(fā)展難題，形成人與自然和諧發(fā)展新格局。要發(fā)揮新型舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)科技創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)，強(qiáng)化關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵領(lǐng)域、關(guān)鍵產(chǎn)品保障能力。應(yīng)積極踐行新型舉國(guó)體制，堅(jiān)持面向生態(tài)文明建設(shè)國(guó)家重大需求，充分發(fā)揮集中力量辦大事的制度優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新組織方式，科技創(chuàng)新、科學(xué)普及是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，要把科學(xué)普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置。以科技創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)，協(xié)同推進(jìn)降碳、減污、擴(kuò)綠、增長(zhǎng)，推動(dòng)形成綠色發(fā)展方式和生活方式，奮力開(kāi)創(chuàng)美麗中國(guó)建設(shè)新局面。項(xiàng)目五：思政案例：Palor碼成為5G控制信道編碼標(biāo)準(zhǔn)為了實(shí)現(xiàn)可靠的信號(hào)傳輸，編碼學(xué)家在過(guò)去的半個(gè)多世紀(jì)提出多種糾錯(cuò)碼技術(shù)如里所碼（RS碼）、卷積碼，Turbo碼等，并在各種通信系統(tǒng)中取得了廣泛的應(yīng)用。但是以往所有實(shí)用的編碼方法都未能到香農(nóng)于1948年所給出的信道傳輸?shù)娜萘繕O限（也稱為香農(nóng)界）。2008年，土耳其的ErdalArikan教授發(fā)表了關(guān)于Palor碼的論文。Palor碼成為唯一理論證明可以達(dá)到香農(nóng)極限的編碼方案。它們開(kāi)創(chuàng)了第三代信道編碼技術(shù)。2016年華為主推的Palor碼被采用作為5G控制信道編碼的標(biāo)準(zhǔn)。在信道編碼的發(fā)展歷史中我們看到，三代信道編碼技術(shù)中的每一代都需要10到20年才能從學(xué)術(shù)發(fā)現(xiàn)發(fā)展到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?？茖W(xué)研究從理論轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用是一個(gè)充滿無(wú)數(shù)工程障礙的過(guò)程。達(dá)到香農(nóng)極限的Polar碼，有著低的編碼和譯碼復(fù)雜度，解決了香農(nóng)信息論領(lǐng)域塵封近60年的難題。項(xiàng)目六：思政案例：中國(guó)北斗精神北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱北斗系統(tǒng)）是中國(guó)著眼于國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)的國(guó)家重要空間基礎(chǔ)設(shè)施。20世紀(jì)后期，中國(guó)開(kāi)始探索適合國(guó)情的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展道路，逐步形成了三步走發(fā)展戰(zhàn)略：2000年年底，建成北斗一號(hào)系統(tǒng)，向中國(guó)提供服務(wù)；2012年年底，建成北斗二號(hào)系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務(wù)，2020年，建成北斗三號(hào)系統(tǒng)，向全球提供服務(wù)。中國(guó)堅(jiān)持“自主、開(kāi)放、兼容、漸進(jìn)”的原則建設(shè)和發(fā)展北斗系統(tǒng)，探索出一條從無(wú)到有、從有到優(yōu)、從有源到無(wú)源、從區(qū)域到全球的中國(guó)特色發(fā)展道路。

2020年6月23日9時(shí)43分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第五十五顆導(dǎo)航衛(wèi)星，暨北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星。參與北斗系統(tǒng)研制建設(shè)的全體人員迎難而上、敢打硬仗、接續(xù)奮斗，從“燈塔”衛(wèi)星導(dǎo)航的未竟夢(mèng)想，到北斗全球圓夢(mèng)，“自主創(chuàng)新、開(kāi)放融合、萬(wàn)眾一心、追求卓越”的新時(shí)代北斗精神，照亮著幾代北斗人一路的跋涉和跨越。目前北斗系統(tǒng)已在交通運(yùn)輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測(cè)、氣象測(cè)報(bào)、通信授時(shí)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、公共安全等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。北斗系統(tǒng)秉承“中國(guó)的北斗、世界的北斗、一流的北斗”發(fā)展理念，與世界各國(guó)共享北斗系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展成果，促進(jìn)全球衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)蓬勃發(fā)展，為服務(wù)全球、造福人類貢獻(xiàn)中國(guó)智慧和力量。項(xiàng)目七：思政案例：“互聯(lián)網(wǎng)+”助力我國(guó)經(jīng)濟(jì)騰飛人類20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一是基于計(jì)算機(jī)發(fā)展技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)因?yàn)槠鋮R聚了現(xiàn)代電子信息技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字技術(shù)等于一體，全面塑造了信息的感知、生成、生產(chǎn)、處理、存儲(chǔ)、交換、傳播和利用的方式?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”是新一代智能終端、新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和新一代新型服務(wù)創(chuàng)新的集聚融合，是立足互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨界集成創(chuàng)新的重要入口。隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)加速光纖化、第五代移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)將通信物理系統(tǒng)的低能耗與計(jì)算技術(shù)的高效率緊密融合起來(lái)，快速度地推進(jìn)新一代信息網(wǎng)絡(luò)向綜合、智能、融合、滲透方向發(fā)展，大范圍地集成移動(dòng)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡(luò)、多媒體、人工智能、新型人機(jī)交互、物聯(lián)網(wǎng)等新型技術(shù)綜合應(yīng)用，大跨度地實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、新興產(chǎn)業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新、線上線下一體化的資源優(yōu)化配置和再造商業(yè)模式的經(jīng)濟(jì)共享。“互聯(lián)網(wǎng)+”，加的是創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展方式，加的是實(shí)體經(jīng)濟(jì)新的創(chuàng)新力和新的生產(chǎn)力，加的是現(xiàn)代商業(yè)模式創(chuàng)新，加的是生產(chǎn)流程再造和價(jià)值鏈重組。互聯(lián)網(wǎng)因?yàn)槠鋸?qiáng)大的滲透能力和寬廣的包容精神，全面介入了國(guó)民經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人類生產(chǎn)生活各個(gè)領(lǐng)域，并逐步全面地改變了傳統(tǒng)制造業(yè)和服務(wù)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新、管理理念、商業(yè)模式?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”正以一種新的經(jīng)濟(jì)形態(tài)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的業(yè)態(tài)，將互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果深度融合于經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域之中，充分發(fā)揮出互聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)要素配置中的優(yōu)化和集成作用，同時(shí)也將互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新成果深度融合于經(jīng)濟(jì)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域之中。這是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的新常態(tài)，也是“互聯(lián)網(wǎng)+”的新常態(tài)，“互聯(lián)網(wǎng)+”已在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用，我國(guó)經(jīng)濟(jì)新一輪騰飛勢(shì)在必行。項(xiàng)目八：思政案例：5G助力疫情防控我國(guó)擁有16億手機(jī)用戶，通過(guò)發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)大國(guó)優(yōu)勢(shì)，利用大數(shù)據(jù)等新技術(shù)手段，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確、全面地為疫情防控提供強(qiáng)有力的決策支撐。如今只需要發(fā)送一條短信就可以看到自己最近14天來(lái)曾到訪地方的信息，不會(huì)帶來(lái)任何瞞報(bào)信息的疑慮。三大運(yùn)營(yíng)商逐漸向用戶開(kāi)放“14天內(nèi)到訪地查詢”。該服務(wù)可以幫助有關(guān)部門提高對(duì)流動(dòng)人員行程查驗(yàn)的效率，對(duì)重點(diǎn)人群進(jìn)行排查，實(shí)施精準(zhǔn)防控，有助于做好當(dāng)前形勢(shì)下的復(fù)工復(fù)產(chǎn)。除了利用大數(shù)據(jù)、信息技術(shù)支撐服務(wù)疫情態(tài)勢(shì)研判、疫情防控部署。5G在抗疫過(guò)程中也發(fā)揮了重要的作用。5G實(shí)時(shí)直播、5G的遠(yuǎn)程辦公、5G機(jī)器人、5G成像等正為防疫抗災(zāi)做出貢獻(xiàn)。在防疫抗疫過(guò)程中，為充分利用大醫(yī)院的專家資源，5G+遠(yuǎn)程會(huì)診系統(tǒng)快速在全國(guó)各地很多醫(yī)院落地。通過(guò)遠(yuǎn)程會(huì)診系統(tǒng)，專家可以對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)醫(yī)院的重癥患者進(jìn)行問(wèn)診，提供救治指導(dǎo)。同時(shí)，在火車站、機(jī)場(chǎng)、地鐵等公共交通、人群密集區(qū)域，采用5G+熱成像技術(shù)，快速完成大量人員的測(cè)溫及體溫監(jiān)控，識(shí)別出溫度異常的個(gè)體，并將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確快速實(shí)時(shí)回傳，筑起疫情防控第一道防線。5G遠(yuǎn)程辦公、遠(yuǎn)程教育等信息通信技術(shù)正助力實(shí)現(xiàn)抗擊疫情和恢復(fù)生產(chǎn)兩不誤。中小學(xué)生可通過(guò)線上數(shù)字化空間中學(xué)習(xí)，做到停課不停學(xué)；企業(yè)員工通過(guò)云平臺(tái)在線辦公、召開(kāi)視頻電話會(huì)議等。5G正積極應(yīng)用在各行業(yè)各部門，信息通信新技術(shù)的有效應(yīng)用為保障生產(chǎn)逐步恢復(fù)，減少人群聚集、阻斷疫情傳播發(fā)揮了重要作用。任務(wù)九：思政案例：“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星：太空最耀眼的“科學(xué)之星”“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星是我國(guó)自主研發(fā)的全球首顆空間量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，是中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)首批確定的五顆科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星之一，旨在建立衛(wèi)星與地面遠(yuǎn)距離量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并在此平臺(tái)上完成空間大尺度量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)，以期取得量子力學(xué)基礎(chǔ)物理研究重大突破和一系列具有國(guó)際顯示度的科學(xué)成果，并使量子通信技術(shù)的應(yīng)用突破距離的限制，向更深的層次發(fā)展，促進(jìn)廣域乃至全球范圍量子通信的最終實(shí)現(xiàn)。我國(guó)對(duì)于量子通信的研究源于2001年，當(dāng)時(shí)在中國(guó)科技大學(xué)組建了量子信息實(shí)驗(yàn)室。2016年8月，在中國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)運(yùn)載火箭將世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”發(fā)射升空，為人類探索遠(yuǎn)距離量子通信提供了新平臺(tái)。