近日，智能工程学院周晶博士在通信接收机模数转换的信息论基础方面取得了重要进展，研究成果以“通信接收机量化的一种信息论框架”（An information-theoretic framework for receiver quantization in communication）为题，于2025年12月在线发表于信息领域著名国际学术期刊《IEEE Transactions on Information Theory》(TIT)。周晶博士为论文的第一作者，中国科学技术大学张文逸教授为通讯作者；论文合作者还包括华为技术有限公司的庞淑琴博士。本研究得到了国家自然科学基金重点项目（62231022）和河南省可见光通信重点实验室开放基金的资助。
近年来，随着5G的持续演进以及未来6G无线通信迈向毫米波和大规模天线时代，接收机核心部件——模数转换器（ADC）的成本和能效问题日益凸显 。虽然降低量化分辨率（位宽）能够节约成本、降低功耗，但会引入非线性失真，损害通信质量。该研究针对这一难题，为标准收发架构下的接收端模数转换建立了全新的信息论分析框架，包括导出了量化导致的通信速率损失的简明闭合公式，以及建立了最优量化对信息传输影响规律的高维几何解释。该研究首次证明了在接收端采用均匀量化时，使得均方误差（MSE）最小的设计参数，也能同时达到最大可靠通信速率。这一发现建立了量化失真与通信性能之间的内在联系，将复杂的速率优化转化为更易测量的物理指标优化，为自动增益控制（AGC）等关键模块的设计提供了明确的理论判据，进而为未来6G基站及大规模物联网终端开发更低功耗、更高性能的接收设备提供了核心理论洞见。
图：通信接收机最优量化的高维几何解释
TIT 是信息论与编码理论、通信理论、信号处理等领域公认的顶级学术刊物，创刊七十余年来，除发表了香农信息论领域的大部分主要进展之外，还发表了许多信息科学领域的突破性进展，例如1976年公钥密码学的奠基性论文“New directions in Cryptography”（作者Diffie和Hellman因此获得了2015年的图灵奖），2006年Donoho、Candes和陶哲轩等人创立压缩感知理论的两篇奠基性论文等。据检索，这是我校首次以第一单位在“计算机科学理论”方向发表CCF-A类论文，体现了智能工程学院计算机学科在基础理论研究方面取得的长足进步。
文章链接：
https://ieeexplore.ieee.org/document/11318030/
作者简介：
周晶，博士，智能工程学院讲师。主要研究方向为信息论与通信系统。在非理想、非线性信道的容量分析和收发架构设计方面取得了一系列研究成果，多次发表于IEEE Transactions on Information Theory和IEEE Transactions on Communications（TCOM）等重要国际学术刊物。2020年被 IEEE TCOM评选为模范审稿人，2023年获华为无线网络产品线优秀合作项目奖。
