保研之旅7：成电“信息与通信工程学科”夏令营

本文记录了我在成电夏令营期间，分别参与三个实验室“优选计划”选拔的全过程。

月半月半

17620人浏览 · 2019-09-16 10:47:40

月半月半 · 2019-09-16 10:47:40 发布

博主不定期更新【保研/推免、C/C++、5G移动通信、Linux、生活随笔】系列文章，喜欢的朋友【点赞＋关注】支持一下吧！

本文记录了我在成电夏令营期间，分别参与三个实验室“优选计划”选拔的全过程。

今年是成电第二届“信息与通信工程学科”夏令营，时间在七月上旬，入营比例大概100/1000+，由于与其他高校夏令营时间冲突较多，因此后期补录可能比较多，第一时间没有收到入营通知也不用着急。

夏令营为期三天，在清水河校区举办，第一天下午去报到处办理入住，领取营服营员证以及一卡通，卡里有150元，可以在食堂及校内超市消费，由于成都消费水平不算高，因此150元两天半的时间一般来说用不完，最后一天大家都在超市买纪念品或零食。我们住宿是在本科生宿舍，四人间，上床下桌，每层楼有一个公共浴室，刷卡使用，总体来说条件还不错，清水河校区校园很大，本硕博都有，校园环境不错，成都气候也挺好，在成电的三天体验很好（看来放弃西交选择成电夏令营是正确的选择哈哈）。

全国第四轮学科评估中，成电信息与通信工程学科评级是A+，专业实力强劲，就业前景也很好，因此通信专业的学生来成电是一个很好的选择。信通院有接近20个实验室，研究方向涵盖无线通信、信号处理、图像处理、机器学习、人工智能等，其中，与通信专业对口的实验室，据我观察，信号与信息处理方向的偏多（70%），通信与信息系统方向的较少，个人感觉，成电信通院信号与信息处理方向较为强势（与中科大信息学院类似）。

下面具体说一下我参与三个实验室“优选计划”面试的流程。

泛在无线网络实验室：

英文自我介绍
介绍一下美赛(英文)？
中文详细介绍美赛
对香农公式的理解？信息速率可以超过信道容量吗？

香农公式给出了信道容量的计算方法，信道容量是指带宽受限且受加性高斯白噪声干扰的信道中信息无差错传输的最大速率。信息速率不能超过信道容量，否则传输过程中可能会发生差错。

学过哪些编程语言？编过什么程序？
为什么不参加科研项目，电子类，程序设计类竞赛？
大学除了学习还干了什么？
对无线/移动通信感兴趣在哪？说一个具体的点。想研究的具体方向？(物理层编码，无线自组网)说一下你认为两者的区别在哪？
5G比4G中增加的技术？同时同频全双工要克服什么问题？如何实现的？

4G移动通信技术及特点
1.正交频分复用与多址接入
        正交频分复用（OFDM）是一种在无线通信环境下的高速数据传输技术。它将信道在频域内划分成许多相互正交的子信道，且每个子信道传输一个子载波，各子载波之间可以并行工作，进而可以采用多址方式进行接入。这种多信道传输模式最大限度的降低了传输码的相互干扰，且子信道带宽较窄，更加有利于信道之间的均衡。但是多子信道的划分也降低了信道整体的传输效率。
2.高效编码及调制技术
        4G移动通信中，如级连码、Turbo码等。在调制技术上分为正交频分复用和自适应均衡调制等。
3.多输入多输出（MIMO）技术
        MIMO 技术利用空间分集技术，采用多发射、多接收天线技术进行分立式数据传输。本质上，MIMO 是一种并行传输方案，在不考虑信道容错率的情况下，该技术可以成倍提高通信速度。
4.智能天线与软件无线电技术
        智能天线利用数字信号处理技术，将数字信号进行空间定向传输，可以将天线波束直接对准用户，完成信号直达传输。它能够最大限度抑制信号间的干扰，并具有自动跟踪接收端和定向波束调节等智能处理手段。
        相较于软件更新，硬件更新的成本和周期更长，4G允许在通用硬件平台上进行软件技术开发，软件无线电技术应运而生。它以软件加载的方式，通过开放式结构、用软件对4G传输中的规则、信号流、信源编码与纠错、调制解调等关键技术进行开发编码。
5G移动通信技术及4G、5G比较
1.全双工通信及接入技术
        5G网络将应用同时同频全双工技术，它可以实现终端设备在同一时间和同一频段上的信号发送与接收。理论上其频谱利用率可提高一倍。但是随之也伴随着信号干扰和噪声的影响，这也是5G商用的一个难点问题。
2.5G 编码及调制技术
      数据信道中采用的Flexible LDPC编码方案，控制信道中采用的Polar编码方案等。在调制模式方面有FBMC、NR等模式。
3.5G 中的Massive MIMO 技术
       4G中已经采用了MIMO技术，这种多输入多输出的天线模式提升了通信系统的频谱利用率，且能够扩充无线网络容量，提高信道传输的安全性。但是多天线技术对于发送端和接收端的空间占用率比较大，因此在4G网络中发送和接收端的天线数量有限，这极大的限制了MIMO技术的应用。5G网络MIMO的应用将趋向于大规模输入输出天线的部署，而4G网路MIMO的应用已接近时间与频率的理论极限。5G无线技术将进一步利用空间维度，通过向不同方向发射严格聚集的信号，充分利用给定频率频繁多次进行发送。同时在发送和接收将聚合更多的天线组，以支持更多的数据量传输。而且波束组合与成形技术需要进一步提高，波束传输路径需要进一步优化并降低信号的干扰和噪声。
4.5G 软件无线电平台及频谱共享
        4G网络已经开始应用软件无线电技术，通过软件编码弥补硬件更新和灵活性的不足，随着5G网络对于传输性能要求的提高，他们将在基站和终端用户中开发更多的适应于5G网络的无线电软件，进一步提高5G应用的灵活性。硬件频谱的划分和利用都有理论极限，软件无线电技术提供了通过软件技术提升频谱利用率和频谱共享的有效手段。

同时同频全双工需要克服的问题：噪声和干扰

学过计算机通信网吗？说一下tcp/ip模型中有哪些协议。

网络层：IP（因特网协议）、ARP（地址解析协议）、RARP（逆向地址解析协议）、IGMP（因特网组管理协议）、ICMP（因特网控制报文协议）、BGP（边界网关协议）、RIP（路由信息协议）

传输层：TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报协议）、RTP（实时传输协议）、SCTP（流控制传输协议）

应用层：HTTP（超文本传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）、SNMP（简单网络管理协议）、FTP（文件传输协议）、Telnet（Internet远程登陆服务的标准协议）、SSH（安全外壳协议）

多维信息感知实验室

英语自我介绍
介绍一下家乡(英文)
最喜欢的课？为什么？(英文)
介绍一下最满意的一个竞赛
（美赛中）层次分析法分了几层？
3G和4G中有哪些标准？5G中用了什么技术？同时同频全双工优缺点？mimo？学过哪些编程语言？

3G标准：第三代移动通信技术（3G），是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。国际电信联盟(ITU)确定3G通信三大主流标准是W-CDMA(宽频分码多重存取)、CDMA2000多载波分复用扩频调制)和TD-SCDMA(时分同步码分多址接入)，wimax是继W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA后的第四个3G标准。

4G标准：第四代移动电话行动通信标准，指的是第四代移动通信技术，外语缩写：4G。该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式（严格意义上来讲，LTE只是3.9G，尽管被宣传为4G无线标准，但它其实并未被3GPP认可为国际电信联盟所描述的下一代无线通讯标准IMT-Advanced，因此在严格意义上其还未达到4G的标准。只有升级版的LTE Advanced才满足国际电信联盟对4G的要求）。

MIMO：多输入多输出技术

自相关函数和功率谱密度的关系？

信号的功率谱密度是其自相关函数的傅里叶变换。

矩阵的秩物理意义？

基本概念：

矩阵的秩就是矩阵中不等于0的子式的最高阶数；行阶梯型矩阵的秩等于其非零行的行数。

与向量组的关系：

矩阵的秩等于它列向量组的秩，也等于它行向量组的秩；向量组的秩定义为向量组的极大线性无关组所含向量的个数。

与向量空间的关系（几何意义）：

任何矩阵的行空间的维数等于矩阵的列空间的维数等于矩阵的秩。

与线性方程组解的关系：

设A是m×n矩阵，若R(A)=r＜n，则齐次线性方程组AX=O有基础解系，且每个基础解系都含n-r个解向量。

与线性变换的关系：

所谓一个线性变换的秩，就是变换后，还能保持非零体积的几何形状的最大维度。有时候，虽然A不能保持空间一组最大数目矢量的线性无关性，但它能保证一组更少数目矢量的线性无关性，这个数目往往少于A的维度，这个数目就叫做线性变换A的秩。

DFT和DTFT联系和区别？FFT和DFT关系？N点DFT和N点FFT复杂度？

DFT：离散傅里叶变换；DTFT：离散时间傅里叶变换。

序列的 N 点 DFT 是序列傅里叶变换（DTFT）在频率区间[0，2π]上的 N 点等间隔采样，采样间隔为 2π/N。

拓展：序列的 N 点 DFT 是序列的 Z 变换（ZT）在单位圆上的 N 点等间隔采样，频率采样间隔为 2π/N。

FFT 的基本思想是把原始的 N 点序列，依次分解成一系列的短序列。充分利用 DFT 计算式中指数因子所具有的对称性质和周期性质，进而求出这些短序列相应的 DFT 并进行适当组合，达到删除重复计算，减少乘法运算和简化结构的目的。计算离散傅里叶变换的快速方法，有按时间抽取的 FFT 算法和按频率抽取的 FFT 算法。前者是将时域信号序列按偶奇分排，后者是将频域信号序列按偶奇分排。它们都借助于的两个特点：一是周期性；二是对称性。

N点DFT复杂度： $N^{2}$ 次复数乘法和(N-1)N次复数加法；

N点FFT复杂度： $\frac{N}{2}log_2N$ 次复数乘法和次复数加法。

ps：本题我不确定是否可以用乘法次数和加法次数来表示复杂度，仅供参考。

香农公式对信道和输入信号的要求？(前提条件)

信道:带宽受限且受加性高斯白噪声干扰

信号:高斯分布(信源熵最大，从而输入输出互信息量最大，即达到信道容量，根据公式易证明。)

理想信号载体(信道容量达到极限值)：高斯白噪声(带宽无限大，了解即可)

研究生阶段打算？还报了什么学校？

图像处理研究所

图像处理研究所面试与其他团队不同，采样的是多对多形式（5个老师面试5个学生）
2分钟英文自我介绍+1分钟中文自我介绍
每人一个英语问题，都是根据简历，其他人的问题基本都是跟项目相关，我没做过项目，问我的是:你的编程能力怎么样？(由于我简历上没有提及编程)
采样定理？带通采样定理？200Hz到210Hz，采样频率多少？

低通采样定理可分为时域采样定理和频域采样定理，通常我们所说的是时域采样定理。

时域采样定理：一个频谱在区间 $\left ( -\omega_{m } ,\right\omega_{m } )$ 以外为0的带限信号$f(t)$，可唯一地由其在均匀间隔 $T_{s}\left ( T_{s}< \frac{1}{2f_{m}}\right )$ 上的样值点 $F(nT _{s})$ 确定。

频域采样定理：一个在时域区间 $\left ( -t_{m } ,\right t_{m } )$ 以外为0的时限信号$f(t)$，可唯一地由其在均匀频率间隔 $f_{s}\left ( f_{s}< \frac{1}{2t_{m}}\right )$ 上的样值点 $F(jn\omega _{s})$ 确定。

首先说一下低通信号与带通信号的区别：低通信号；带通信号 $f_L\geq B$

带通采样定理：一个带通信号m(t)，其频率限制在与之间，带宽为，如果最小抽样速率，m是一个不超过的最大整数，那么m(t)可完全由其抽样值确定。分为以下两种情况：

1.为B的整数倍，即=nB，则m=n，；

2.不是B的整数倍，即=nB+kB（0＜k＜1），因此m=n， $f_s=\frac{2f_H}{n}=\frac{2(nB+kB)}{n}=2B(1+\frac{k}{n})$ .

简单理解记忆：当最高频率是带宽的整数倍时，取；当最高频率不是带宽的整数倍时，将最低频率适当降低，使最高频率是新带宽B'的整数倍，再取即可。

信号频带从200Hz到210Hz，根据带通采样定理（为上述第一种情况），采样频率为20Hz即可。

OFDM，中英文全称

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)，即正交频分复用技术。

5G比4G中多的技术？
研究生及工作规划，对研究生生活的看法，与本科有什么区别？
你在你报的方向做过哪些努力？学习过什么东西？
你怎么看待一段视频在网络中传输这个过程？
什么是多媒体通信？怎么看待多媒体？

总结一下，以上三个实验室面试过程中都问到了5G相关的知识，并不是巧合，因为成电优选计划面试要求中需要对学科前沿知识掌握情况进行考察（其他高校如上科大、声学所等也会对这方面进行考察），老师会首先问你了解本学科哪方面的前沿知识，我说了5G，因此老师的问题大多围绕5G展开，建议大家对本学科前沿知识最好有一定的了解（通信方向目前最火的就是5G、Massive mimo、OFDM等），最好能总结一些经典的知识点，不然老师问的时候一点都不知道会比较尴尬。

夏令营结束后，泛在无线网络实验室给出了预录取offer，实验室负责招生的老师让我们通过的学生签署“优选计划”诚信承诺书，同样地，我跟老师说如果过了东南大学8月底的面试，会选择东南，然后老师跟我说她知道保研学生有多个offer是正常的，让我先签着，最后不来也没关系（老师人真的很好，跟我聊了很多，如果最后东南没通过我可能会优先考虑成电，在这里向大家推荐这个实验室，研究方向主要是无线通信与信号处理）。

传送门：保研之旅系列文章

保研之旅0：初识保研——常见问题

保研之旅1：与中科大通信方向老师的面谈

保研之旅2：北京理工大学雷达所面试

保研之旅3：武大计算机学院优秀营员选拔

保研之旅4：上交电院“西安优秀生源选拔”

保研之旅5：上海科技大学信息学院夏令营

保研之旅6：与上交密院通信方向老师的面谈

保研之旅7：成电“信息与通信工程学科”夏令营

保研之旅8：中科院声学所“声学和信息学科”夏令营

保研之旅9：东南大学通信与信息系统学科推免面试

保研之旅10：保研终章——最终选择