李赞教授：从事可靠通信研究的年轻女学者

刚刚获得第十二届"中国青年女科学家奖"的西安电子科技大学通信工程学院李赞教授，其颁奖词是研制出了我国独立自主的新一代流星余迹通信系统。实际 上，流星余迹通信只是高安全、高可靠通信方式之一。说得更确切一些，它就是利用流星划过天际时产生的柱状电离气体，作为通信信道进行信息传输。流星这种信 道的建立，是一种自然现象，在这个方向上更为广阔的研究领域，就是不靠天而是靠人，在复杂恶劣的通信信道下实现高性能的信息传输，即高安全、高可靠通信。

多年来，让李赞教授真正为之醉心和痴迷的，一直是高安全、高可靠通信基础理论、关键技术研究和系统研制。2001年，硕士毕业的李赞留校任教，作为一名青年 教师，刚刚毕业的她面临团队力量、经费支持均不足的艰苦困境，在学校、通信工程学院及ISN国家重点实验室的大力支持下，她一切从零开始。

如 今，李赞带领着自己一手组建的研究团队，一步一个脚印，从一点一滴做起，攻坚克难、干事创业，针对国家实际应用需求，解决了高安全、高可靠通信中的一个又 一个难题。除了流星余迹通信之外，跳频通信也是一种非常重要的可靠通信手段，李赞带领其团队在该领域实现了从理论创新、技术开发、芯片设计、系统研制一直 到实际应用的完整转化。

致力跳频通信深入研究

打开百度百科，键入"通信"，这个词的浏览次数是29.9万次；而键入"跳频通信"，这个词的浏览次数却只有2.3万次。"跳频通信"是通信中一个很特殊、但却非常重要的研究方向和领域，它是一种最常用的扩展频谱无线通信方式。

在实际的高动态、复杂信道环境下，不但要求合理充分地利用频谱资源，更要求通信保障系统的高安全高可靠性。李赞解释说，在20世纪40年代，通过跳频技术能够实现抗干扰的可靠传输，也就是跳频通信被正式提出。

目前，跳频通信已广泛应用于卫星通信、蓝牙设备以及短波、超短波通信等多种领域和场合。李赞说，跳频通信通过频率跳变，带来了很多良好的性能。"它的抗干扰、抗衰落能力强，可实现高安全、高可靠传输，多用户时还易于多址组网。"

跳频通信，就是指收发双方传输信号的频率，按照预定规律在一定的频段范围内进行随机变化。也就是说，跳频通信所使用的频率，会在看似随机变化的一组序列的控制下而随机跳变，以实现重要信息的高安全、高可靠传输。

跳频通信系统原理图

如果用更专业的术语来解释，可以这样来描述：

在发信机中，使用一定频率的载波对输入的信码进行调制，得到带宽一定的调制信号；独立产生的跳频序列控制频率合成器，在不同的时隙内输出频率跳变的本振信号；再用本振信号对调制信号进行变频，使变频后的射频信号频率在跳频序列的控制下伪随机地跳变，以达到抗干扰的目的。

类似地，在收信机中，跳频序列控制频率合成器，使输出的本振信号频率随发方频率相应的跳变；跳变的本振信号，对接收到的跳频信号进行变频，将频率搬回到原有频率实现解跳；解跳后的调制信号在本地载波作用下，经解调后恢复出信码，从而实现信息的可靠传输。

在实际复杂信道环境下，跳频通信如何有效抗干扰？李赞举例说，因为信号传输频率是跳变的，固定式频率干扰自然起不了作用；即便对方干扰了一个或几个频段，只 要跳变的频隙数目足够多、跳变范围足够宽、跳变速率足够高，也能够有效的抵御干扰。与此同时，跳频通信信号载波频率在跳频序列控制下随机跳变，难以截获、 预测和干扰传输信息，因而还具有好的安全性。由此也可以看出，作为跳频通信的三大关键技术之一，跳频序列是决定跳频通信系统安全可靠的关键。

从1998年跟随导师金力军教授攻读硕士开始，李赞就在导师的点拨引领和悉心指导下，迈入了跳频通信的研究领域。她以研究跳频序列为起点，逐步开展了对于该领域的深入研究。

实现跳频抗干扰新突破

在掌握跳频通信基础理论和工作原理的基础上，李赞发现国内外系统所普遍采用的跳频序列设计大都基于有限域理论。针对日益复杂的无线电磁环境导致跳频通信性能逐步下降的现状，是否存在更优秀的跳频序列使得系统传输性能有效提升呢？

带着对这个问题的深入思考，李赞带领团队开展了一系列创新性研究，在跳频通信领域成果初现，相关技术和成果走在了同行前列，实现了三个方面的理论和技术突破。

李赞及其团队的第一个重要突破，就是首次将密码学的加密机制，引入到了跳频序列族的设计之中，提出了密码学加密和跳频序列设计的等价性原理，创建了基于加密思想的智能跳频序列族。"我们提出的基于