香港中文大學（CUHK）博士（PhD）申請攻略及導師簡介

導師簡介

如果你想申請香港中文大學信息工程係的博士，那今天這期文章解析可能對你有用！今天Mason學長為(wei) 大家詳細解析香港中文大學的CHEN Lian Kuan教授的研究領域和代表文章，同時，我們(men) 也推出了新的內(nei) 容“科研想法&開題立意”，為(wei) 同學們(men) 的科研規劃提供一些參考，並且會(hui) 對如何申請該導師提出實用的建議！方便大家進行套磁！後續我們(men) 也將陸續解析其他大學和專(zhuan) 業(ye) 的導師，歡迎大家關(guan) 注！

陳教授是香港中文大學信息工程係的教授,於(yu) 1992年加入中文大學。他於(yu) 1983年獲得台灣大學電機工程學士學位,之後於(yu) 1992年獲得哥倫(lun) 比亞(ya) 大學電氣工程碩士和博士學位。2004至2006年間,他擔任信息工程學係係主任。2007至2013年,他是香港政府研究資助局工程小組成員。2010至2015年,他擔任光子學高等研究中心主任。陳教授是IEEE光子學會(hui) 和通信學會(hui) 的高級會(hui) 員,也是美國光學學會(hui) (OSA)的會(hui) 員。他曾擔任IEEE《光子技術快報》(2005-2011)和OSA/IEEE《光通信與(yu) 網絡雜誌》(2012-2015)的副主編。

研究領域

陳教授的教學領域包括工程設計、信號與(yu) 係統、通信係統原理、微處理器與(yu) 計算機係統、光通信、光波網絡以及光通信的高級主題。他的研究興(xing) 趣主要集中在可見光通信、光無線通信、下一代接入網絡、先進調製格式與(yu) 信號處理、光性能監測與(yu) 管理、網絡優(you) 化以及生物光子學等領域。他相信,他將在可預見的未來繼續從(cong) 事與(yu) 光相關(guan) 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. 這篇論文發表在IEEE光子技術快報上,研究水-空光無線通信係統中的波浪影響。文章提出了一種實時的波浪緩解方法,通過光束跟蹤來減小波浪對通信質量的影響,實現了高速穩定的水-空光無線通信。這項研究推動了水下和水-空光無線通信的發展。

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. 這是一篇綜述性論文,全麵介紹了水下和水-空光無線通信的最新進展。文章分析了水下和水-空信道的特點,總結了各種通信方案的優(you) 缺點,指出了未來的研究方向。這篇論文為(wei) 相關(guan) 領域的研究者提供了很好的參考。

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. 這篇論文發表在光波技術期刊上,研究相幹光通信係統中的載波相位恢複問題。傳(chuan) 統的基於(yu) 試驗統計的方法在概率整形係統中性能下降。文章提出了一種基於(yu) KL散度的載波相位恢複算法,在保證性能的同時降低了計算複雜度。這項研究對高速相幹光通信係統的設計具有指導意義(yi) 。

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). 這篇論文發表在光學快報上,研究室內(nei) 可見光通信係統中的資源分配問題。文章提出了一種改進的子載波和功率聯合分配算法,在保證用戶公平性的同時提高了係統的吞吐量。仿真和實驗結果證明了所提算法的有效性。這項研究為(wei) 高速大容量可見光通信係統的設計提供了新的思路。

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 這篇論文發表在光波技術期刊上,演示了一個(ge) 實時的2.2Gbps水-空OFDM光無線通信係統。文章采用了低複雜度的發送端數字信號處理技術,克服了水-空信道的嚴(yan) 重衰落,實現了高速穩定的數據傳(chuan) 輸。這是水-空光無線通信領域的一個(ge) 重要裏程碑。

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. 這篇會(hui) 議論文發表在OFC上,演示了一種基於(yu) OFDM-NOMA的多用戶可見光通信係統。文章提出了一種實時的軟件可重構的動態功率和子載波分配方案,可以根據信道狀況和用戶需求動態優(you) 化資源分配,提高了係統的頻譜效率。這項研究展示了可見光通信係統靈活配置的巨大潛力。

項目分析

"Performance Maximization by Wave-aware Proactive Compensation for Water-air Optical Wireless Communication," RGC GRF 14219322, HK$896,311. (2022) 這是一個(ge) 香港研資局資助的項目,旨在通過主動波浪補償(chang) 技術來最大化水-空光無線通信的性能。項目綜合考慮波浪效應對通信的影響,設計波浪感知的信號處理和編碼方案,從(cong) 而提高水-空光無線通信的傳(chuan) 輸速率和可靠性。這項研究對於(yu) 實現高速海洋通信具有重要意義(yi) 。

"Ubiquitous High-Speed Optical Camera Communication and its Fundamental Data-rate Limit," RGC GRF 14204921, HK$698,661. (2021) 這個(ge) 項目研究無處不在的高速光學相機通信及其基本數據速率限製。項目利用商用相機作為(wei) 接收端,突破了傳(chuan) 統光無線通信的速率瓶頸,同時研究了光學相機通信的基本數據速率極限。項目的研究成果推動了光學相機通信的發展,為(wei) 未來的大規模應用奠定了基礎。

"Spectrally-efficient Multiple Access for Multi-user Visible Light Communications," RGC GRF 14201217, HK$583,333. (2017) 這個(ge) 項目研究麵向多用戶可見光通信的高頻譜效率多址接入技術。可見光通信利用 LED 照明進行數據傳(chuan) 輸,具有綠色環保、安全、頻譜資源豐(feng) 富等優(you) 點,是 5G 及未來 6G 通信的重要組成部分。項目針對可見光通信多用戶接入時的資源分配和幹擾管理等問題,提出了非正交多址接入、分層強度調製等新型多址接入方案,大幅提升了係統的頻譜效率,支持更多用戶同時接入。這項研究推動了可見光通信多用戶接入技術的發展。

研究想法

(1)水下/水-空光無線通信中的智能信道建模與(yu) 優(you) 化:

傳(chuan) 統的信道建模方法難以準確刻畫水下/水-空信道的時空變化特性,導致通信性能受限。建議利用機器學習(xi) 等智能算法,通過大數據分析提取信道的關(guan) 鍵特征,構建自適應的信道模型,並以此為(wei) 基礎優(you) 化通信方案,如自適應功率和速率分配、智能編碼調製等,從(cong) 而進一步提升水下/水-空光通信的傳(chuan) 輸速率和可靠性。

(2)麵向6G的可見光通信網絡化方案設計:

目前的可見光通信係統主要基於(yu) 點對點傳(chuan) 輸,難以支持6G泛在連接的需求。建議研究可見光通信的網絡化方案,如可見光小微基站組網、異構網絡協同傳(chuan) 輸等,解決(jue) 覆蓋範圍、移動性支持、幹擾管理等問題,打造滿足6G需求的可見光通信網絡。可以借鑒陳教授在多用戶接入、資源優(you) 化分配等方麵的研究經驗。

(3)基於(yu) 光學相機通信的海量物聯網數據聚合方案:

光學相機通信具有成本低、易部署、接收視場角大等優(you) 點,非常適合用於(yu) 海量分布式物聯網傳(chuan) 感器數據的回傳(chuan) 。但是大規模組網場景下,存在接入衝(chong) 突、數據響應延遲等挑戰。建議在陳教授光學相機通信研究的基礎上,設計麵向物聯網應用的多節點協同傳(chuan) 輸機製、分布式多址接入協議等,實現高效可靠的海量數據聚合。

(4)融合可見光與(yu) 射頻的協同通信係統設計:

可見光通信具有容量大、安全、無頻譜許可等優(you) 點,但穿透能力差;射頻通信覆蓋廣但容量有限。二者融合可發揮各自所長。在陳教授的多種光無線通信方案研究基礎上,建議探索光-射頻異構網絡的架構設計、多維資源優(you) 化分配、跨層協同傳(chuan) 輸等問題,構建高速泛在的融合通信係統。

申請建議

(1) 在學術背景上,要對通信和信號處理領域有紮實的理論基礎,熟悉信息論、編碼調製、信道建模、多址接入、資源分配等知識。由於(yu) 陳教授在光通信和光無線通信領域有諸多貢獻,因此要重點學習(xi) 光纖通信、無線光通信、可見光通信、水下通信等方麵的知識。除理論外,還要加強對MATLAB、Python等仿真工具和實驗平台的實踐能力。

(2) 在研究方向選擇上,要緊密結合陳教授的研究興(xing) 趣。可重點關(guan) 注水下/水-空光無線通信、可見光通信、光學相機通信等方向。要在充分了解現有工作的基礎上,找到其中的不足,並提出自己的創新思路。例如,在水下/水-空通信中,可考慮引入新的信道建模方法、智能算法等;在可見光通信中,可探索多用戶接入、網絡化組網等問題;在光學相機通信中,可研究麵向物聯網應用的組網傳(chuan) 輸機製等。

(3) 在文獻綜述和論文撰寫(xie) 上下功夫。要全麵了解陳教授的代表性論文,梳理其研究脈絡,把握最新進展。同時廣泛閱讀光通信和光無線通信領域的高水平文章,積累前沿研究問題,為(wei) 自己的研究選題打好基礎。在自己有了新想法後,要認真撰寫(xie) 論文,做好嚴(yan) 謹的理論分析、詳實的仿真驗證,並思考實際應用價(jia) 值。用高質量的論文吸引導師的注意力。

(4) 積極參與(yu) 學術交流。在申請前,可參加光通信/光無線通信領域的重要會(hui) 議如OFC、ICC、GLOBECOM等,展示自己的研究成果,增加學術曝光度。也可主動與(yu) 陳教授的學生和合作者交流,初步建立聯係。平時多參加研討會(hui) 、海報展等,鍛煉表達能力。

(5) 申請資料要突出研究能力和學術潛力。簡曆要凸顯與(yu) 陳教授研究方向相關(guan) 的背景知識、研究經曆、已發表論文等。陳述研究計劃時,要有清晰的問題意識,體(ti) 現專(zhuan) 業(ye) 視角,展現創新思路,同時也要切合實際,可操作性要強。另外,平時要與(yu) 導師保持適度的郵件溝通,表達學習(xi) 意願。推薦信也很關(guan) 鍵,要請熟悉自己研究工作的老師填寫(xie) 。