李赞教授：从事可靠通信研究的年轻女学者

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。"我们提出的基于加密原理的序列族产生方法，生成的序列具有优异的综合性能指标。"

李赞介绍说，目前国内外所能查阅到的跳频序列一般最多可以满足均匀性、随机性、周期性、线性复杂性等少数几项性能，而且还经常"顾此失彼"，即一旦某一项性 能指标受到破坏，其他的几项性能也会被影响。同时，按照已有理论生成的跳频序列部分性能存在一定局限，比如周期性，也就是说在高速跳频通信时其周期性规律 难以抵御跟踪式干扰；或者在多用户接入和组网时，由于序列碰撞会影响网络传输能力等。

李赞团队提出的算法，成功地将序列性能指标拓展到13 项，包括多址接入特性、游程特性、敏感性、相关性、组网特性等新性能。"最为重要的是，还顺利破解了各指标之间无法兼顾的难题，实现了13项性能指标全部同时优异。"李赞特别强调，"我们所提出的序列完全没有周期，且对于该体制的破解，理论上只能采用穷尽攻击法。"

基于高性能序列族理论的提出，针对新一代可靠通信系统需要适应无线信道高动态变化的迫切需求，李赞及其团队在跳频通信技术上的第二个重要突破，就是设计出系统参数随信道特性实时变化的跳频体制。

在研究中他们进一步发现，跳频通信系统除了需要保证抗干扰性、抗截获等综合性能指标达到最优之外，同时还要求系统参数，比如跳频频隙数、跳频间隔、跳频用户数、跳频频率集等，能够随着实际环境中的干扰、用户等动态变化，实现高的通信可靠性和频谱利用率。而现有的序列难以按照实际需求动态变化，因此系统参数的不可变也是亟需解决的重要问题。

针对这一问题，李赞团队进一步提出了系统参数实时可变的自适应跳频序列。也就是说，在下一次频跳之前，系统 可以依据探明的"干净"频谱区域，或者无线电磁环境中干扰带宽变化态势等实际信道特性，通过实时指令输入直接改变跳频间隔等相应系统参数，瞬时再生成一个 新的序列。这一过程无需中断任何通信进程或重新初始化任意硬件参数，且确保跳频系统原有的13项性能指标优异性不受影响。这一研究成果，为进一步实现一体 化智能通信系统提供了可能。

基于上述两个理论突破，李赞团队又在此基础上首次构建了基于序列的跳频同步组网和异步组网模型，并得出了跳频组 网性能的结论定理和理论极限，为实际的跳频组网系统设计提供了理论支撑。2015年9月，在欧洲智能信息安全会议（IEEE EISIC 2015）上，基于该成果李赞教授应邀做了大会报告，相关论文也在国际会议上获得了BEST Paper Runner Up Award等奖项。

如果说前两个突破只停留在理论上，获得的成绩顶多就是发表了一篇篇高水平的论文，但李赞及其团队的第三个重要突破，就是把这些理论运用到了工程实践中，设计开发出了看得见、摸得着、用得上的基于FPGA的跳频芯片。

据介绍，他们所开发的芯片具有资源占用少、运算速度快、接口灵活等显著特点。在典型的96兆赫兹时钟下，芯片可支持每秒超过1400000跳的超高速跳频通信。如今，这一芯片已用在了我国具体卫星、远洋舰船等多种产品和设备中，有效提高了通信系统的传输性能，取得了显著的社会效益。

推动探测、感知和通信相结合

现代通信技术的发展，是道高一尺魔高一丈的螺旋上升进程，随着无线互联网、下一代移动通信等无线通信方式和设备的迅速增加，无线通信环境的日益错综复杂，高安全、高可靠通信面临着更加严峻的挑战。

在上述跳频通信研究基础上，李赞针对目前无线通信信道更加复杂、现有通信系统对无线环境态势感知能力急待加强的现状，又将研究方向扩展到了智能化宽带电磁频谱监测领域，旨在将探测、感知和通信相结合，为实现一体化智能通信打下基础。

"我们的工作是从对于认知无线电技术的思考开始的。"李赞说，认知无线电的概念1999年被提出，这一技术是依据无线环境的感知信息，通过认知引擎进行系统决 策，实时改变传输功率、载波频率、调制技术等系统参数以适应信道特性，从而最大限度地充分利用无线环境和信道资源以实现高性能通信。

李赞介绍说，这一技术可以这样形象化理解，传统的无线通信其实是"瞎子"通信，收、发双方并不知道实际信道质量如何、是否适合信息传输。因此，掌握和监测实际信道特性对于可靠通信至关重要。

据了解，在频谱监测领域，李赞团队利用认知的思想，已经研制出网络化宽带电磁频谱监测设