人物簡介：

尤肖虎，教授、博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任東南大學(xué)移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，教育部“長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授。長期從事移動(dòng)通信與信號(hào)處理方面的科研與教學(xué)工作，主持承擔(dān)并完成國家“863”重大項(xiàng)目“中國第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)研究開發(fā)”等十項(xiàng)國家級(jí)項(xiàng)目。2001年繼續(xù)擔(dān)任國家十五“863”計(jì)劃重大項(xiàng)目“第四代通信系統(tǒng)的研究與開發(fā)”總體專家組組長。在國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃)工作中獲“突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。“中國第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)研究開發(fā)”科研成果被評(píng)為2002年度全國十大科技新聞。2011年獲國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

Q：尤教授，您好!2012年2月14日，在北京人民大會(huì)堂召開的2011年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，您領(lǐng)銜的東南大學(xué)移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)，因成功破解“寬帶移動(dòng)通信容量逼近傳輸技術(shù)”這一世界性難題，獲得國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)?！叭萘勘平笔且粋€(gè)技術(shù)性很強(qiáng)的學(xué)術(shù)名詞，您能用通俗的說法給我們解釋一下嗎?

想要理解什么是“容量逼近”，那我不妨先舉個(gè)例子：有一條馬路，原來是兩車道的，現(xiàn)在修成了四車道，那路上的車肯定會(huì)跑得更快些，但是如果想把馬路一直修下去，修得越來越寬，那是不現(xiàn)實(shí)的。同樣，在信息傳輸?shù)摹案咚俟贰鄙?，這條通信的通道(信道)并不是我們想要多寬就能做多寬的，要受到很多因素的限制。信道自身的傳輸能力就叫“容量”，也就是它能傳多少東西。一般情況下，是很難達(dá)到這個(gè)容量的，因?yàn)檫@個(gè)容量是個(gè)理想值。容量不光受信道的寬度影響，還會(huì)受到傳輸通道質(zhì)量好壞的影響。打個(gè)比方，就算這條路是寬敞的六車道、八車道，但它是條泥巴路，你說車子在上面能跑快嗎?信道的質(zhì)量是一直在變化的，尤其是無線信道更是時(shí)好時(shí)壞。比如打手機(jī)時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，在家里的信號(hào)質(zhì)量可能會(huì)比較差，那是因?yàn)樾诺辣容^差，但在外面信號(hào)就會(huì)好些，因?yàn)槭窃陂_闊地帶，傳輸信號(hào)自然要好。這是跟時(shí)間、環(huán)境、場所有關(guān)的，而且能影響到它的因素太多了，諸如天氣、我們周圍的建筑，都會(huì)影響到信道的傳輸能力。

我們解決的事情就是，用相應(yīng)的方法盡量靠近這個(gè)容量，逼近它的極限。比如容量是100兆，但在很多情況下只能傳60兆，我們通過某種技術(shù)，能達(dá)到90兆，甚至是95兆，充分地挖掘了它的潛力，這就叫“容量逼近”。

Q：一些新聞報(bào)道在評(píng)價(jià)您的這項(xiàng)成果時(shí)，打了一個(gè)比方：3G時(shí)代，用手機(jī)在網(wǎng)上下載一部電影，可能用時(shí)10分鐘；而4G時(shí)代，用時(shí)只需10秒鐘。是什么讓手機(jī)下載速度發(fā)生了如此大的改變?除了大大提高了手機(jī)下載速度，它還將會(huì)給我們的生活帶來其他哪些改變?

我們做了兩方面的事：一方面，3G時(shí)代傳輸?shù)耐ǖ缹挾缺容^窄，到了4G時(shí)代，我們把它擴(kuò)大了，相當(dāng)于把馬路修寬了；另一方面，我們通過一定的手段，提高和加強(qiáng)了利用帶寬的能力，也就是提高了使用效率。就好比我們給這條路上的車，制定了一套交通規(guī)則，讓大家能有序地行駛。如果這些車還是雜亂無序的話，哪怕你的馬路再寬，還是會(huì)堵車的。這個(gè)比喻，經(jīng)常遭遇堵車的人一定能深刻理解。

喜歡看電影的人可能都知道，一部高清的電影動(dòng)輒就有三四個(gè)G(千兆字節(jié))的大小，如果是未經(jīng)壓縮的超高清信號(hào)，大小甚至能達(dá)到10多個(gè)G。這樣的視頻用家里的寬帶往往要下載上幾個(gè)小時(shí)，可是在4G時(shí)代，你甚至可以用無線信號(hào)在線播放。

如果說3G的傳輸速度是1HB(兆比特)每秒的話，那么4G技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)1GB(千兆比特)每秒。也就是說，和現(xiàn)在比起來，傳輸速度整整提高了1000倍。這也就意味著，一部普通的幾百兆大小的視頻，1秒鐘不到就能下載到手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)真正的“秒殺”。

破解“寬帶移動(dòng)通信容量逼近傳輸技術(shù)”這一難題，只是為了給大家提供一個(gè)快速的通信通道，至于怎樣利用這個(gè)通道，就是用戶自己的事情了。相當(dāng)于是我們開發(fā)了一個(gè)平臺(tái)，只要是基于這個(gè)平臺(tái)能做到的，比如打電話、看電影等，那是你的選擇，而我們只是提供你能享受到這些服務(wù)的技術(shù)保障，讓你的手機(jī)上網(wǎng)快些、再快些……刷微博、看電影、打游戲不再卡殼，甚至直接把超寬電腦寬帶送到你手機(jī)上，讓你隨心所欲，不再擔(dān)心網(wǎng)速。

Q：手機(jī)時(shí)代，我們經(jīng)常聽到2G、3G、4G的說法，它們究竟有什么區(qū)別?據(jù)說您下一步將會(huì)研究5G，它又是個(gè)什么概念呢?

對(duì)每一個(gè)手機(jī)用戶來說，3G和4G都是手機(jī)術(shù)語詞典中最神秘的詞匯，然而在任何賣手機(jī)和平板電腦的地方，你都能發(fā)現(xiàn)它們的身影。其實(shí)說起來，它們的概念也很簡單，“G”代表的就是移動(dòng)通信技術(shù)。

移動(dòng)通信技術(shù)在歷史上最早是軍用的。從上世紀(jì)20年代開始，電臺(tái)在軍隊(duì)里應(yīng)用比較多，在民用方面用得較少，一是因?yàn)樗捏w積比較大，早期的電臺(tái)，大家一定在電影里看到過，是個(gè)像箱子一樣大的東西，普通人不可能背個(gè)這東西到處跑，然后用它通話。二是因?yàn)樗膬r(jià)格比較高。移動(dòng)通信技術(shù)走向大眾，是在上世紀(jì)六七十年代，真正大規(guī)模商用則是在上世紀(jì)80年代末。比如早期的大哥大，那就是第一代的手機(jī)，也就是1G手機(jī)，它只能通話，不能上網(wǎng)，不能傳數(shù)據(jù)。

顯然，這樣一個(gè)只能打電話的手機(jī)是不能滿足用戶需求的，特別是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)蓬勃發(fā)展之后，于是就開發(fā)出第二代的移動(dòng)通信系統(tǒng)，比如GSM系統(tǒng)。這兩者之間有何區(qū)別呢?那就是數(shù)字化。第一代是模擬的系統(tǒng)，第二代是數(shù)字的通信系統(tǒng)，它的好處就是除了語音通話，還可以做多媒體的業(yè)務(wù)。

但2G技術(shù)的傳輸速度還是比較慢的，它只是解決了有和無的問題，以前沒有這個(gè)功能，現(xiàn)在有了這個(gè)功能。大家用著用著，還是覺得不行，速度太慢了，于是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生，也就是3G，它的概念是在1986年提出的，經(jīng)過十多年的發(fā)展，在2000年左右定型。3G和2G的最大區(qū)別，就是帶寬增加了，傳輸能力增加了，它的傳輸速度要比2G快10倍左右。

速度提高了10倍左右，大家一開始覺得也還可以、夠用了，但正好在2000年左右，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展非常迅速，大家對(duì)上網(wǎng)的需求也一下子大大提高了，用戶也增加了。用的人多了，分到每個(gè)人頭上的通信資源就很少了，比如100個(gè)人分100兆，那每個(gè)人能分到l兆，但1000個(gè)人分100兆，那每個(gè)人就只能分0.1兆了。于是，4G就出現(xiàn)了。4G要解決的就是大幅度提高傳輸速度的問題，要比3G的速度提高幾百倍。但真正的4G，還是要到2015年左右才能商用。不過這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)開始使用在現(xiàn)有的一些設(shè)備上，解決了一些現(xiàn)有的問題。

至于5G是個(gè)什么概念，大家正在討論，還沒有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。但能肯定的是，不僅傳輸速度上要有更大幅度的提高，而且傳輸效率上也會(huì)有很大的提高。正常情況下，傳輸速度越快，手機(jī)的電量消耗就越大，所以現(xiàn)在有的手機(jī)上一會(huì)兒網(wǎng)就沒電了。5G時(shí)代應(yīng)該也要運(yùn)用新的技術(shù)解決這個(gè)問題，讓手機(jī)不再需要頻繁充電。

Q：您認(rèn)為智能手機(jī)最終會(huì)取代PC、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)最終會(huì)取代有線互聯(lián)網(wǎng)嗎?

這個(gè)問題很難說。我們通信的目標(biāo)最終是要實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信。所謂的個(gè)人通信，就是在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)跟任何人都能進(jìn)行通信。那么這個(gè)時(shí)候，顯然只能使用無線通信技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槟悴豢赡苊刻焱现W(wǎng)線走。但是有線的通信會(huì)不會(huì)消失呢?這也是不會(huì)的。首先，現(xiàn)在的基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)建好了，不會(huì)一下子就全部拋棄，而且有線通信的傳輸能力更好，比如說光纖，它的傳輸能力要比無線通信快很多；其次，就是個(gè)人習(xí)慣的問題。當(dāng)大家已經(jīng)習(xí)慣用有線的網(wǎng)絡(luò)后，覺得還是蠻好用的，很難馬上就改變使用習(xí)慣；再者，有人會(huì)擔(dān)心無線通信有沒有電磁污染的問題，因此能用有線通信的地方，他還是會(huì)用有線通信，覺得更放心一點(diǎn)。

所以說，無線通信完全取代有線通信，基本上是不會(huì)發(fā)生的。就像現(xiàn)在電子書、電子報(bào)紙、電子雜志越來越多，但人們還是會(huì)看傳統(tǒng)的紙質(zhì)圖書、報(bào)紙和雜志。

Q：據(jù)說您在科研過程中也曾遇到過無數(shù)的難題和瓶頸，也曾感覺到研究工作開展不下去，您是如何克服這些困難的?

我們4G攻關(guān)團(tuán)隊(duì)十年磨一劍，校領(lǐng)導(dǎo)也承受了很大壓力。在全校各學(xué)科中，學(xué)校對(duì)信息與通信學(xué)科投入最多，大家都等著看結(jié)果。書記、校長很沉得住氣，一直頂住各方面的壓力，給我們鼎力支持。我們?cè)谘芯窟^程中，確實(shí)也遇到過很多困難，這些困難是方方面面的，但團(tuán)隊(duì)都會(huì)共同來想辦法，找出一個(gè)思路來解決。此外，想解決問題還需要一個(gè)長時(shí)間的探索，并不是一會(huì)兒就能解決的，因此更需要一個(gè)團(tuán)隊(duì)來完成。參與這項(xiàng)研究的，連老師帶學(xué)生，有一百多人，而這個(gè)獲獎(jiǎng)成果，也正是集體智慧的結(jié)晶。

“沒有苦思冥想、連續(xù)作戰(zhàn)，就不會(huì)出現(xiàn)精彩亮點(diǎn)，不會(huì)柳暗花明。”這是我的博士生導(dǎo)師、國家攀登計(jì)劃首席科學(xué)家何振亞教授當(dāng)年對(duì)我們這些學(xué)生說的一句話，我一直記在心里。

Q：您能給我們展望一下未來的移動(dòng)互聯(lián)生活嗎?

這個(gè)不太好說，因?yàn)槲覀冏龅倪€是最基礎(chǔ)的工作，就是讓個(gè)人通信變得更方便一些，用戶體驗(yàn)更好。還是像我剛才講的，我們搭建好了一個(gè)平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)之上能唱什么戲，那是運(yùn)營商的事情。將來會(huì)出現(xiàn)哪些更好的服務(wù)，需要大家共同去創(chuàng)新、去挖掘。就像是現(xiàn)在蘋果公司的蘋果應(yīng)用商店，它是蘋果公司提供給軟件開發(fā)個(gè)人或者大型公司發(fā)售自己開發(fā)的應(yīng)用軟件的地方，它只是個(gè)平臺(tái)，但蘋果手機(jī)因?yàn)樗省?/p>