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尤肖虎团队获国家技术发明一等奖:4G背后的故事
发布时间: 2012-02-15                    访问次数: 2155

 

 

 

2012年02月15日南京日报

 

 
尤肖虎团获国家技术发明一等奖:4G背后的故事

尤肖虎教授(右二)和他的团队。

 

 
尤肖虎团获国家技术发明一等奖:4G背后的故事

尤肖虎。

 

 
尤肖虎团获国家技术发明一等奖:4G背后的故事

尤肖虎教授在指导学生。

用手机在网上下一部电影《金陵十三钗》,3G时代,用时大约10分钟,而4G时代,用时只需10秒钟。

东南大学尤肖虎及其团队的“宽带移动通信容量逼近传输技术及产业化应用”项目,成功解决了新一代宽带移动通信(4G)容量逼近传输技术这一世界性难题,使得移动通信成为我国少数具有国际竞争力的高科技产业。

从2G(第二代移动通信系统)时的全面落后、被动模仿,到3G时的苦苦追赶、缩小差距,再到4G时实现齐头并进和局部领先,尤肖虎是如何带领他的团队,成功解决了新一代宽带移动通信容量逼近传输技术这一世界性难题,摘得国家技术发明奖一等奖桂冠的?本报深度报道组记者进行了采访。

移动通信的魅力在于用户在世界各地都能够随时联通。

“如果你把技术完全封闭起来,不让人家知道,那怎么实现互联互通啊?” 尤肖虎说,中国要实现引领世界移动通信发展潮流的宏伟目标,必须通过国际间密切的交流与合作,达成共识,让世界了解中国,让中国融入世界,使中国能在世界移动通信舞台上发挥越来越大的影响。

2005年,他领衔建立了“未来移动通信论坛”并任论坛秘书长,旨在“建立一个沟通中国4G研究和中国之外世界上4G研究的基本桥梁”。

团队的成员们介绍,尤肖虎一直鼓励他们,“有机会就一定要出去看看”。

“2005年,我到东大读博,刚加入到这个团队,老师就鼓励我去参加各种国际会议。”金石说,他和高西奇教授合作的论文从理论上突破了4G的关键性难题之一,获得了2011年度国际电气与电子工程师协会(IEEE)莱斯最佳论文奖(移动通信领域的最高奖项),成为中国内地首次获得该奖的学者,“论文的灵感和思路,就得益于2005年我到韩国参加的一个国际年会。”

团队成员、刚刚从美国交流回来的在读博士吴泳澎介绍,只要国外有顶尖的学术会议,他们就可以向实验室申请前去参加。“来回机票、参会费用全部由实验室承担。” 吴泳澎介绍,参加一次这样的学术会议,一般费用都在1.5万—2万元左右。

近日,在尤肖虎的推动下,中国的10所大学和世界移动通信强国瑞典的6所大学一起发起一个合作项目,人员和学术交往非常频繁;尤肖虎又发动5个国家重点实验室(清华大学(招生办)华中科大、成都电子科技大学(招生办)、西安电子科技大学(招生办)、东南大学),设立一个中日共同基金,双方的教授们一起来申请基金,从而促进两国科学家之间的合作。

“我自己在读博士期间,给东南大学信号与信息处理国家重点学科创始人和学术带头人之一的何振亚先生当秘书,每个月都有几百封信件,实际上就是通过这样一个过程,慢慢了解了我们和世界的差距,知道了我们做得不够,人家做得好,这样才能跟上去。”尤肖虎说,通过这些个平台,年轻人能够知道人家在干什么、怎么干,国际化的视野自然就出来了。

在东南大学与南京合作建立的“中国无线谷”项目上,同样显示着尤肖虎团队的战略眼光和国际视野。“未来要建立一个国际联合实验室,通过新的机制新的平台,把国际上这个领域的一流人才凝聚起来,不为我所有,也要为我所用。”尤肖虎说。

尤肖虎一直坚信这样一个理念:发展移动通信技术,要致力于人与人之间更方便地沟通,超越时空与地域的鸿沟,实现人与社会的和谐沟通,用高科技架起人与社会的桥梁。此次获奖对于尤肖虎及其团队而言只是一个驿站,面对更远的未来,为了这个理念和使命,他们未来的路才刚刚开始。

转向移动通信研究前,他就体会过高处不胜寒的“痛苦”

1988年,尤肖虎博士毕业,留在母校东南大学无线电系任教,那一年,他26岁。尽管年轻,但学生们大多很喜欢他,他的课堂上总是座无虚席。

这时候,他开始陆续得到一些数额较小的研究基金,也就是一两万元,但这点钱在当时就足够了。他除了讲课就是搞研究,这种在外人看来枯燥无味的活法,对他而言是“一种很幸福的生活”。他主攻的方向是“移动通信与自适应均衡”课题中的一个关键技术,就整个无线电理论研究而言,这个方向是极窄的。而他,硬是通过自己那股子钻劲儿和高超的悟性,在这个极窄的方向上达到了一个相当高的水平。

“我做了几年之后,在给别人讲述的时候,发现真正理解这个理论的根本不会有多少人。就好像爬山一样,爬到山顶时你会发现居然没有同行者,一种高处不胜寒的痛苦就出现了……”

“一项研究到了一定层次,它的命运或者是将来会对社会产生重大的影响,或者被学术界广泛认同。但在我研究的方向还看不到这些。首先是很难找到对社会发挥重大影响的应用价值;其次很难成为一个学科或者一个比较宽的发展方向。如果这两点都做不到,就不会有太大的前途。因此,我开始产生了一种彷徨,我开始思考,研究的道路该怎么走才更有价值?”

他为这个问题伤透了脑筋。在经过长时间的痛苦抉择之后,尤肖虎最终横下一条心来,开始尝试往别的方向发展,有意识地做一些应用的课题。

移动通信是20世纪后期推动人类进步的最伟大的发明之一,自20世纪70年代末第一代模拟移动通信系统面世以来,移动通信产业一直以惊人的速度迅猛发展,已经成为带动全球经济发展的主要高科技产业之一,并对人的生活方式、社会的良好运行乃至国家的经济与安全产生了重要影响。

1992年,尤肖虎进入刚刚成立不久的东南大学移动通信国家重点实验室。

“作为拥有世界上最大移动通信用户群的中国,不能永远使用别人的技术,必须尽快摆脱受制于人的被动局面。”尤肖虎说,那时起,他把发展中国的移动通信事业作为自己人生的追求。

尤肖虎所在的东南大学无线电系在国际上享有盛誉。该系四个学科均具有博士授予权,以移动通信为代表的近十个研究领域均处于国内一流地位,其中信号处理技术、电路设计技术、微波与毫米波技术已达到国际水平。身在其中,尤肖虎备感幸福,他可以很轻易地接触到自己所在领域中最前沿的人才。

1996年与1998年,在国家“863”高技术项目的支持下,尤肖虎先后参与、领衔研制成功我国第一个GSM实验系统和第一个CDMA实验系统,研究第二代和第三代移动通信系统的核心技术。

凭借着超一流的研究水平、学术地位以及战略眼光,1999年初,尤肖虎被国家科技部相中,担任国家“863”重大项目“中国第三代移动通信系统研究与开发”(简称C3G)项目总体组组长,全面负责第三代移动通信系统的研究与开发工作,并于2002年起,启动了4G的研究。

“4G的研究和3G的研究有一段时间是同步的。” 尤肖虎团队成员之一、“宽带移动通信容量逼近传输技术及产业化应用”项目第三完成人、东南大学移动通信国家重点实验室副主任赵春明教授说,而在研究4G之前,大家连4G是什么都不知道,“4G的标准,就是团队成员在实验室里吵架‘吵’出来的。”

他介绍,上世纪80年代初期,我国的移动通信技术和产业实际上是一片空白,即使在1995年做CDMA时大家都只是一知半解。经过几年的努力,从上世纪90年代初期到2000年前后,他们通过研究,做的东西已经完全可以和国外的手机、基站互通,掌握了3G的技术,紧接着就开始了4G的研究。

“当时国际上对什么是4G也没有标准。2G是‘顺风耳’,3G是不太顺畅的‘千里眼’,4G是什么呢?”赵春明介绍,2G时代的“大哥大”主要解决了“听”的问题,3G时代的数字化主要解决了语音通话、短信和速率低的问题,4G时代要解决什么,没有人知道。“为了这个问题,团队成员每次开会都要‘吵架’,各抒己见,提出自己的思路和想法,互相说服。”

在这样的学术氛围下,经过若干次的火花碰撞、研究实验,他们终于形成了自己的4G标准。2006年10月31日,基于分布式无线网络的第四代移动通信现场实验系统——“4G外场实验系统” 在上海顺利通过验收。该系统在高速移动环境下的信息传输速率高达100Mbps(传输速率,Mbps代表每秒传输1048576比特),比现有移动通信技术传输效率提高了近1000倍,这标志着4G在基础研究上取得了突破性进展。

4G研究的突破性进展离不开整个团队强大的战斗能力。

“团队主力、此次奖项的第二、第三、第四完成人高西奇教授、赵春明教授、潘志文教授,他们的研究功力都很深,绝对是世界顶尖水平的。”尤肖虎介绍。尽管在实验室整个团队里面,在技术上有分工,各自负责一块,比如说高西奇“多天线”做得比较多,赵春明主要是在接收机方面、包括信道编译码,潘志文主要做网络方面,但是他们“合”在一起就是一个不可分离的系统。

东南大学移动通信国家重点实验室创始人程时昕教授说,尤肖虎团队的各个小组之间有着积极的配合,实验室在任务分配方面设有不同的小组,高西奇有个组,赵春明也有个组,各组之间工作不冲突,而是互相补充、互相借鉴。1999年江苏省政府授予实验室“优秀梯队”奖,实际上就是表彰这种合作共事的学风。从那个时候一直到现在,实验室一直处于这样一个状况,小组和小组之间一直比较默契,学生之间也可以相互交流,老师也可以相互交流,小组的老师在平时生活中都是比较好的朋友。

“高西奇的理论研究功底扎实,学术研究富有独创性,观点明确、性格鲜明,是一个水平很高的研究人员。赵春明是从德国回来的,学术研究作风非常严谨,动手能力很强,特别是理论与实际结合得很好,也是一个非常优秀的研究人员。这几个人性格各异,学术上各有所长,形成很好互补。” 程时昕说。

整个团队的战斗力还体现在能吃苦上。据介绍,赵春明在做3G项目的时候非常辛苦,当时在北京做现场测试,差不多连续一个月,每天都要工作到凌晨两点钟,最后一两天做测验的时候,凌晨三到四点钟才睡觉,早上八点钟就起来接着干活。加班的时候,团队成员一天吃四顿肯德基,连夜餐也是,结果还不到一个星期,大家看见肯德基都要吐了。

此次奖项的第四完成人潘志文教授在团队中较年轻,也格外勤奋,几乎每天都早早地来到实验室。“这是我的乐趣。”潘志文说,当时没有去企业而留在学校,是因为觉得做研究工作很有挑战性。十多年来,他一直很坚定自己的选择,从未后悔。

而据记者了解,尤肖虎团队中的任何一员只要出去都能挣大钱,收入是现在的好几倍。“但是我们研究的都是最前沿的技术,从中获得的成就感,是无法用金钱来比拟的。”团队成员、金石博士说。

记者昨天从尤肖虎团队获悉,他们的下一个目标是5G。

“移动通信本身已经发展到一个相对比较高的水平,再怎么去进一步发展,这个是需要好好琢磨的事情。”尤肖虎说,5G研究什么,现在也还没有明确。

“我们要开拓一些更新的方向,比如说因为我们无线做得比较多,有线做得相对比较少,我们可以把有线和无线结合,来解决频率的问题。没有频谱了,高端的频谱可以用,但是它传的距离非常近,频率越高,传的距离越近。那就通过有线先传到室内,传到你跟前再对你发,这就是一个有线和无线结合的问题。”尤肖虎说,“另外,我们还可以‘上天下海’,拓展现在还没有健全的海里面的通信,还可以进一步衔接卫星通信,解决高山和荒漠无人区的通信信号覆盖问题。”

尤肖虎说,我国4G的研究是和世界站在了同一条起跑线上,而5G则有可能超越,走在世界的前列。“我们现在有这个条件,有资金、人力、物力,只要我们把它策划好,完全有可能做到走在世界前列。”

(南京日报)