◎ 本刊記者 翟萬江

楊汨博士期間參加學(xué)科競賽

在信息通信技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，如果有一樣?xùn)|西是人們出門必帶的物品，相信很多人不約而同都會想到它——手機(jī)。無論身處何時(shí)何地，只要擁有了手機(jī)，擁有了信號，都會讓人感覺與家人、與世界緊密相連。

從古至今，信息的獲取與傳遞都是人類與生俱來的本能。從古代“烽火臺”到近代大航海，再到今天的無線電傳輸，為了更快、更方便地傳遞信息，無數(shù)人為此奮斗.北京交通大學(xué)副教授楊汨就是其中之一。

為萬物互聯(lián)鋪路

信息的傳遞必須通過具體的媒介進(jìn)行，比如文字、語言、電碼、圖像等。在整個(gè)傳遞過程中，信息傳播的媒介即為信道。對于有線通信，信道就是電纜；而對于無線通信而言，信道就是電波傳播時(shí)所通過的物理空間。

楊汨研究的領(lǐng)域主要就是無線信道。相比起有線電來說，無線信道更復(fù)雜、難以琢磨，因?yàn)闊o線電波從發(fā)送端到接收端之間，并沒有一個(gè)有形的連接，它的傳播路徑也可能不止一條，整個(gè)空間中存在的物體都有可能影響無線電波信號的傳遞。因此，無線信道的研究對無線通信技術(shù)發(fā)展至關(guān)重要。

“無線信號不像網(wǎng)線傳輸那樣穩(wěn)定，空氣中存在的大樓、行人，天氣的好壞等因素都會有影響。我們研究的核心就是為了看無線電波在空氣中傳播的時(shí)候到底受哪些因素影響?！睏钽杞榻B，無線信道研究的總體目標(biāo)可以概括為兩個(gè)：一是事前服務(wù)于無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；二是事后服務(wù)于無線通信系統(tǒng)的評估。

“因?yàn)椴季W(wǎng)的時(shí)候不可能預(yù)先把所有的實(shí)際情況都掌握，就需要事后不斷通過設(shè)備去檢測各地?zé)o線信號到底能不能用、好不好用，如果不好用的話又是因?yàn)槟男┮蛩?。這樣就可以針對性地進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)也為后續(xù)的布網(wǎng)吸取經(jīng)驗(yàn)?！睏钽杞榻B。無線信道是整個(gè)無線通信技術(shù)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的一部分，比如現(xiàn)在廣為人知的5G標(biāo)準(zhǔn)（第五代移動通信技術(shù)）中就有專門的部分涉及無線信道，任何地區(qū)、廠家想要布網(wǎng)都需要參考按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

移動通訊設(shè)施是當(dāng)前及未來世界實(shí)現(xiàn)人機(jī)物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。近年來，移動通信基本延續(xù)著每十年一代技術(shù)的發(fā)展規(guī)律，從1G、2G、3G再到4G、5G，每一次代際躍遷，每一次技術(shù)進(jìn)步，都極大地促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。比如從1G到2G，實(shí)現(xiàn)了模擬通信到數(shù)字通信的過渡，移動通信走進(jìn)了千家萬戶；從2G到3G、4G，實(shí)現(xiàn)了語音業(yè)務(wù)到數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)變，傳輸速率成百倍提升，促進(jìn)了移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及和繁榮。而現(xiàn)在具有更高速率、低時(shí)延和大連接特點(diǎn)的新一代寬帶移動通信技術(shù)——5G，更將成為支撐經(jīng)濟(jì)社會數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵新型基礎(chǔ)設(shè)施。

楊汨副教授參加學(xué)術(shù)會議

而信道，簡單來講是一種對無線通信中發(fā)送端和接收端之間的通路的形象比喻，對于無線電波而言，信道從發(fā)送端傳送到接收端，其間通?！翱湛杖缫病保]有一個(gè)有形的連接。楊汨介紹，無線信道作為移動通信領(lǐng)域的一部分，一方面既被整體移動通信技術(shù)的發(fā)展引領(lǐng)，另一方面也引領(lǐng)著技術(shù)的發(fā)展?！氨热?G的時(shí)候，其中某些關(guān)鍵技術(shù)可能對無線信道有特殊需求；另一方面，相關(guān)研究也可以引領(lǐng)通信技術(shù)的發(fā)展，有時(shí)信道領(lǐng)域一些新的發(fā)現(xiàn)也能為特定技術(shù)的發(fā)展提供資源和思路。”

楊汨介紹，一般情況下無線信道研究要略微先于現(xiàn)在的公網(wǎng)發(fā)展。“比如5G技術(shù)在2019年前后實(shí)現(xiàn)商用，標(biāo)準(zhǔn)化工作大概需要提前1-2年完成，而信道相關(guān)研究的開展還要更早，整個(gè)移動通信領(lǐng)域最早做的基本就是無線信道研究工作?！睆倪@方面而言，無線信道既是技術(shù)的基石又是工作的先行者。

從零開始做科研

雖然已經(jīng)在通信領(lǐng)域?qū)W習(xí)了十余年，但楊汨真正接觸科研，尤其是無線信道研究其實(shí)是從博士時(shí)期開始的。

“不像現(xiàn)在很多人本科時(shí)期就開始接觸研究工作，甚至進(jìn)實(shí)驗(yàn)室跟項(xiàng)目；其實(shí)我剛讀研時(shí)對科研的概念比較模糊?！睏钽杞榻B，他研究工作的起點(diǎn)是從一個(gè)比較小的項(xiàng)目開始的。

“項(xiàng)目是跟公司合作的，經(jīng)費(fèi)不太多。但是從立項(xiàng)、寫報(bào)告，到過程中跟合作方的反復(fù)溝通、合作，再到項(xiàng)目落地執(zhí)行，我全流程的參與了項(xiàng)目工作，包括平臺開發(fā)、測試測量以及理論分析和報(bào)告撰寫等?！痹谠撗芯恐?，設(shè)計(jì)了一套移動場景多天線信道測量系統(tǒng)；采集了大量實(shí)測數(shù)據(jù)并針對車聯(lián)網(wǎng)場景提出了新模型，豐富了相關(guān)電波傳播理論和信道建模研究工作。

基于這一完整的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，楊汨也算是初步邁入了科研的大門。同一時(shí)期，他也幸運(yùn)地參與了導(dǎo)師的一個(gè)重要項(xiàng)目——國家863計(jì)劃“第五代移動通信（5G）系統(tǒng)前期研究開發(fā)”，并參與了其中大規(guī)模天線陣列Massive MIMO（Massive multiinput, multi-output）信道測量及建模工作。

彼時(shí)5G技術(shù)還處在關(guān)鍵的研究階段，Massive MIMO被認(rèn)為是5G關(guān)鍵技術(shù)之一，其有望大幅度提高系統(tǒng)的傳輸速率、吞吐量，提升通信可靠性，借助波束賦形技術(shù)，還能夠提升能源利用效率、降低用戶間干擾。然而，關(guān)于Massive MIMO的信道測量與建模研究國際上還較少，對于Massive MIMO信道特性的深入分析還比較欠缺。Massive MIMO信道研究的目標(biāo)，就是利用大規(guī)模陣列天線及sounder系統(tǒng)，開展5G典型場景下的信道測量，獲取包含5G信道特征的測試樣本，服務(wù)于5G massive MIMO信道參數(shù)萃取及模型開發(fā)，提升對于5G傳播信道的科學(xué)認(rèn)識，最終建立服務(wù)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的信道模型庫。

上面兩個(gè)項(xiàng)目基本貫穿了楊汨整個(gè)讀博時(shí)期。盡管在項(xiàng)目研發(fā)過程中也遇到各種各樣的困難，但楊汨始終認(rèn)為，作為一名科研人一定要有堅(jiān)定的信念才能走下去。也正是基于此獲得的大量數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)，支撐起了楊汨博士畢業(yè)論文“面向智能交通的時(shí)變方向性信道測量與建模研究”，并獲得了中國電子學(xué)會優(yōu)秀博士學(xué)位論文和北京市優(yōu)秀博士論文。

科研世界迎來了新一代

從本科到碩士再到博士，楊汨一直就讀于北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院，先后獲得寶鋼優(yōu)秀學(xué)生特等獎(jiǎng)、北京交通大學(xué)“五四”獎(jiǎng)?wù)隆⒈本┙煌ù髮W(xué)“知行”獎(jiǎng)學(xué)金、中國研究生電子設(shè)計(jì)競賽全國一等獎(jiǎng)、北京市優(yōu)秀畢業(yè)生等獎(jiǎng)勵(lì)。此外發(fā)表第一作者論文十余篇。

博士畢業(yè)后，楊汨順利留校，加入了北京交通大學(xué)軌道交通控制與安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，與學(xué)生時(shí)期的導(dǎo)師、前輩成為了同事。熟悉的環(huán)境良好的氛圍都給科研工作帶來了極大支持。

工作后，他也繼續(xù)朝著無線信道這一小而精的領(lǐng)域前行。近兩年先后參與了多項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目，與博士期間的研究一脈相承并逐步擴(kuò)展，已經(jīng)涉及通信感知一體化信道、毫米波移動性信道、智能化信道建模方法等更多領(lǐng)域。尤其是智能交通背景下的信道研究，即契合國家“交通強(qiáng)國”和“新基建”的大背景，又是北京交通大學(xué)的優(yōu)勢學(xué)科領(lǐng)域，是未來開展工作的重點(diǎn)領(lǐng)域。遠(yuǎn)期目標(biāo)是面向當(dāng)前公路、鐵路交通運(yùn)輸系統(tǒng)的智能化和信息化需求，通過無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛與其他車輛、行人、道路基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)云平臺的全方位和高效率信息傳輸，提供更加安全高效的出行方式，致力于為智慧交通體系、交通強(qiáng)國戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)提供突破口。同時(shí)在毫米波信道研究領(lǐng)域，也計(jì)劃開展針對性研究，以期對車聯(lián)網(wǎng)等智能交通新系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展、對公眾數(shù)字移動通信系統(tǒng)的高質(zhì)量傳輸、高效頻譜利用提供理論基礎(chǔ)。

從博士期間正式接觸科研開始，楊汨已作為主要研究人員參與了十余項(xiàng)與無線傳播信道相關(guān)的科研項(xiàng)目。在他看來，雖然其中有很多項(xiàng)目都極具挑戰(zhàn)性，但某些方面的具體問題一般不是最困難的地方。如今，付出的汗水也結(jié)下了許多碩果，僅在博士期間，楊汨就已發(fā)表期刊論文5篇，獲得IEEE/CIC ICCC會議最佳論文獎(jiǎng)1次；他還曾參加中國研究生電子設(shè)計(jì)競賽，獲得全國總決賽一等獎(jiǎng)并獲評“Top10優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)”（大賽最高獎(jiǎng)）以及華為網(wǎng)絡(luò)與通信賽亞軍和MathWorks專項(xiàng)賽二等獎(jiǎng)；此后，楊汨還曾先后獲得“校級三好研究生”和博士研究生“國家獎(jiǎng)學(xué)金”、寶鋼優(yōu)秀學(xué)生特等獎(jiǎng)和北京交通大學(xué)“五四”獎(jiǎng)?wù)?、北京交通大學(xué)“知行”（校長） 獎(jiǎng)學(xué)金、北京市優(yōu)秀畢業(yè)生等諸多獎(jiǎng)勵(lì)。

“如果科研目標(biāo)明確，總能找到解決辦法。最困難的其實(shí)是找不到方向的時(shí)候?！弊罾щy的時(shí)期就是剛決定讀博但還沒想好具體方向的時(shí)候，“但度過那個(gè)階段之后，困難的問題也都找到了解決辦法”。

作為科研界的新人，楊汨覺得這一屆“90后”科研工作者，與前輩科學(xué)家相比，更加有自己的想法，自主意識更強(qiáng)?！坝行┤擞X得這樣不太好，比如不太愛社交、太自我等，但我覺得至少對于科研這類創(chuàng)造性工作來說，還是百花齊放，各有各的特色更好?！?/p>

“尤其對于科研領(lǐng)域而言，一定要對自己研究的預(yù)期目標(biāo)和想得到的預(yù)期成果有清楚的認(rèn)知，哪怕這個(gè)認(rèn)知是不斷變化的，但當(dāng)下那個(gè)時(shí)刻一定要知道自己要的是什么。另外，思維也要更加開闊一點(diǎn)，不要只局限在自己的小領(lǐng)域?！睏钽枵f，他一直以來閑暇的時(shí)候都喜歡看點(diǎn)雜書，對各領(lǐng)域的信息都比較感興趣，這些對他擴(kuò)展思路、開闊眼界以及在通信領(lǐng)域的本職研究都有幫助。

在埋頭奮進(jìn)的人生之路上，楊汨只是做了該做的事情，把職業(yè)變成了值得奮斗終生的事業(yè)。如今，像楊汨一樣極具個(gè)人特質(zhì)的新一代“90后”科研工作者，正在越來越多地涌向各個(gè)研究領(lǐng)域。就像飛速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)世界一樣，他們也以堅(jiān)定的自信心和無窮的創(chuàng)造力，同這個(gè)世界前行，也改變著這個(gè)世界的走向。