“一片樹林里分出兩條路，而我選了人跡更少的一條，從此決定了我一生的道路”。詩人羅伯特·弗羅斯特在詩歌《未選之路》中寫道。

對北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院執(zhí)行院長彭木根來說，他也曾多次選擇“人跡更少的路”，并“另辟蹊徑”取得了成功。

從2000年進(jìn)入移動(dòng)通信領(lǐng)域以來，他致力于人口密集區(qū)域的移動(dòng)通信系統(tǒng)精巧基站和智能無線組網(wǎng)研究，助推“3G突破、4G并跑、5G領(lǐng)跑”，為我國自主研發(fā)的密集無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為國際主流、改變世界通信格局做出貢獻(xiàn)。他認(rèn)為，6G時(shí)代要發(fā)展智能無人體，解決無人機(jī)、無人車等的高效寬帶互聯(lián)互通問題，讓這些智能無人體能夠自主決策行動(dòng)等。

日前，北京市委宣傳部、北京市科協(xié)等部門首次聯(lián)合開展北京最美科技工作者學(xué)習(xí)宣傳活動(dòng)，彭木根被遴選為2021年北京“最美科技工作者”。

彭木根承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，在實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生講解5G云小站和霧小站應(yīng)用。新京報(bào)記者 張璐 攝

拒絕企業(yè)優(yōu)厚待遇，跨專業(yè)踏上“通信”科研路

1996年，彭木根考入南京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，作為較早接觸計(jì)算機(jī)的一批年輕學(xué)子，他先后學(xué)習(xí)過DOS操作系統(tǒng)、UNIX操作系統(tǒng)和Windows操作系統(tǒng)，見證了個(gè)人計(jì)算機(jī)的發(fā)展。

然而每天面對計(jì)算機(jī)語言，以及數(shù)據(jù)庫和各種應(yīng)用開發(fā)，個(gè)人只能被動(dòng)地學(xué)習(xí)和應(yīng)用，這讓即將畢業(yè)的彭木根對未來充滿迷?！拔磥砦易觥a農(nóng)’會(huì)有更大發(fā)展嗎？”此時(shí)，一篇新聞報(bào)道引起了他的關(guān)注：我國當(dāng)時(shí)在制定自己的3G標(biāo)準(zhǔn)（TD-SCDMA技術(shù)）。他隱約覺得，這或許是未來的發(fā)展方向。

彭木根覺得，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，他可能發(fā)揮不了特別大的作用，于是決定跨專業(yè)考研，報(bào)考北京郵電大學(xué)的移動(dòng)通信專業(yè)。

考研結(jié)束后，為了保險(xiǎn)起見，彭木根嘗試找工作?！爱?dāng)時(shí)很多同學(xué)去了外企，本科生月薪多的能拿到一萬多，少的至少有兩千，但也是‘鐵飯碗’。這些在本科畢業(yè)生看來是很誘人的?！?/p>

后來，彭木根與北京一家公司簽訂合同，但在得知考上研究生后，彭木根沒進(jìn)公司，而是正式踏上了他的“通信”科研之路。

涉入我國3G“深水區(qū)”，出版“產(chǎn)業(yè)寶典”

2000年，彭木根入學(xué)北郵，面臨研究方向的選擇。當(dāng)時(shí)，由于我國第三代移動(dòng)通信（3G）標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA的核心基礎(chǔ)理論還不成熟，相關(guān)理論研究欠缺，嚴(yán)重制約產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。一些國外專家認(rèn)為，我國的3G只能應(yīng)用于小型局部組網(wǎng)，不適合大規(guī)模無縫組網(wǎng)。

為破解制約我國3G發(fā)展的理論瓶頸、打破國外專家的妄言，彭木根于2002年放棄研究4G OFDM，在理論和技術(shù)“一窮二白”的情況下，涉入我國3G“深水區(qū)”，在國內(nèi)外高校率先開展TD-SCDMA組網(wǎng)理論和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

“一個(gè)TD-SCDMA小區(qū)到底有多大容量，能接多少用戶？多個(gè)基站同時(shí)共存，多個(gè)小區(qū)之間的干擾有多大？能不能大規(guī)模無縫組網(wǎng)？”彭木根通過引入多用戶檢測技術(shù)和波束賦形增益因子，構(gòu)建了單小區(qū)和多小區(qū)的容量分析模型，推導(dǎo)得到了有別于其他3G技術(shù)的小區(qū)容量表達(dá)式，提出了TD-SCDMA技術(shù)特有的多載波組網(wǎng)理論和擾碼規(guī)劃方法，揭示了我國3G的容量成因關(guān)系，證實(shí)了我國3G的容量和覆蓋性能與其他3G系統(tǒng)相比，基本無差別，成功反擊了國外專家對我國3G只能局部組網(wǎng)的武斷結(jié)論。

這些研究成果也讓27歲的彭木根被產(chǎn)業(yè)界熟知。2005年博士畢業(yè)后，他將相關(guān)研究成果結(jié)合產(chǎn)業(yè)需求，出版專著《TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)》，詳細(xì)介紹了我國3G的原理、理論基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)制定、測試結(jié)果等，這本書被業(yè)內(nèi)人士稱為“我國3G產(chǎn)業(yè)寶典”。

“移動(dòng)通信領(lǐng)域?qū)I(yè)書籍很難印到3000冊，因?yàn)闆]那么多科研人員購買，但這本書在三年內(nèi)印刷了十余次，目前出售了16000多冊?！迸砟靖v了一件趣事，很多科研工作者通過這本書熟知我國3G，隨后進(jìn)入移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)，他們見到彭木根本人時(shí)十分驚訝——“之前一直以為您是一位老先生，沒想到這么年輕?！?/p>

彭木根說，我國3G從無到有，帶動(dòng)了我國移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的手機(jī)終端、手機(jī)通訊模塊、芯片、基站模塊、天線、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維等發(fā)展，讓我國經(jīng)歷且發(fā)展了移動(dòng)通信全產(chǎn)業(yè)鏈，培養(yǎng)了全產(chǎn)業(yè)鏈的各級(jí)研發(fā)和運(yùn)營人才。

暫別教學(xué)出國深造，確立國際學(xué)術(shù)界地位

博士畢業(yè)后，彭木根留校，入職北郵電信工程學(xué)院，該學(xué)院的核心學(xué)科后來在全國學(xué)科評估中連續(xù)排名第一或獲評A+。

32歲評上博導(dǎo)、34歲評上教授，由于在我國3G領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)，彭木根的“進(jìn)階”之路順風(fēng)順?biāo)?。再一次做出突破性的“選擇”，源于2012年入選首屆國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金的經(jīng)歷。

“當(dāng)時(shí)參加上會(huì)答辯的其他老師大都有海外留學(xué)經(jīng)歷，研究成果有大量的國際一流期刊論文。我基本沒有高水平的國際一流期刊論文，能上會(huì)答辯，主要因?yàn)閷ξ覈?G理論和技術(shù)貢獻(xiàn)。”彭木根說，雖然最后幸運(yùn)入選，但通過這次答辯，他深刻意識(shí)到自己和其他入選者的差距。

為了縮小差距、更好地融入國際學(xué)術(shù)圈，2013年，彭木根決定暫別安穩(wěn)的國內(nèi)科研教學(xué)工作，出國深造。與很多人選擇國外華人導(dǎo)師不同，他向通信領(lǐng)域最權(quán)威、最熱門的美國普利斯頓大學(xué)國際著名院士H. Vincent Poor發(fā)了一封自薦郵件。郵件言詞懇切，誠意滿滿，他成為了Poor院士接收的第一位國內(nèi)全程培養(yǎng)的“土教授”。

在國外期間，彭木根以每兩個(gè)月提交一篇高水準(zhǔn)論文的速度進(jìn)行科研攻關(guān)。由于對產(chǎn)業(yè)十分熟悉，他在這段時(shí)間發(fā)表的論文兼具實(shí)用性，正中5G和后5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，一經(jīng)發(fā)表就成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注焦點(diǎn)，大都成為ESI高被引論文。這段時(shí)間的科研成果也奠定了他在國際學(xué)術(shù)界的地位。

研究靈巧小基站，解決熱點(diǎn)區(qū)域高容量便捷無線組網(wǎng)難題

訪學(xué)期間及歸來后，彭木根一直致力于熱點(diǎn)區(qū)域高容量的5G云小站及智能無線組網(wǎng)研究。他表示，這與他的一個(gè)經(jīng)歷有關(guān)?！?008年，在北京奧運(yùn)會(huì)開幕式前夕，觀眾在鳥巢拍照，想發(fā)短信、彩信或打電話分享，卻遲遲無法發(fā)送，電話也不容易打通，這是因?yàn)橛脩籼芗?、單位面積容量要求高、基站不方便部署?！?/p>

參加完開幕式后，彭木根投入到研究，并提出“即插即用”的靈巧小基站及智能組網(wǎng)方案，有效破解了體育館、CBD、大型活動(dòng)等用戶密集區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)高容量、低成本、自適應(yīng)組網(wǎng)難題。

為了讓這些科研成果轉(zhuǎn)化落地，彭木根將核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓，聯(lián)合企業(yè)研發(fā)了靈巧小基站、5G云小站和無線網(wǎng)絡(luò)自組織系列產(chǎn)品。靈巧小基站安裝在體育場館等熱點(diǎn)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)運(yùn)營商接入設(shè)備共享，大量節(jié)省了安裝空間，且能即裝即用，確保我國掌握4G/5G熱點(diǎn)區(qū)域高速無線智能組網(wǎng)核心關(guān)鍵技術(shù)。

作為新型基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，5G發(fā)展迅速。彭木根的密集無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室中展示了5G云小站和5G霧小站的應(yīng)用。他介紹，5G云小站是一個(gè)2米多高的機(jī)柜，將基站的干擾處理、核心網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理、業(yè)務(wù)平臺(tái)、無線大數(shù)據(jù)處理集合在一起，通過云計(jì)算進(jìn)行集中信號(hào)處理，以抑制密集基站間的干擾從而提升網(wǎng)絡(luò)容量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)人工智能以完成無線網(wǎng)絡(luò)自配置、自規(guī)劃、自優(yōu)化等。

在科研樓的地下一層、二層及地上一層，部署了5G專網(wǎng)，可使這些區(qū)域進(jìn)行各種5G行業(yè)應(yīng)用的演示，如各樓層的高清監(jiān)控視頻可以實(shí)時(shí)回傳實(shí)驗(yàn)室?！耙曨l清晰，傳輸速率高，絕對時(shí)延及時(shí)延抖動(dòng)都非常小，為未來的全息通信和沉浸式XR（AR、VR等形式）提供了平臺(tái)支撐，未來可應(yīng)用于礦山、工廠、樓宇、體育場館等場景。”

5G霧小站在5G云小站的基礎(chǔ)上增加邊緣計(jì)算及智能技術(shù)，更好地適應(yīng)極低時(shí)延和巨容量性能需求，可以保證所有網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)和各種業(yè)務(wù)掌握在行業(yè)用戶自己手里，同時(shí)實(shí)現(xiàn)本地化的數(shù)據(jù)分析和智能優(yōu)化，可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、礦業(yè)、工廠，未來可以部署于衛(wèi)星、飛機(jī)、輪船、浮空平臺(tái)、高鐵中。

■聲音

通信、人工智能等專業(yè)深度融合，將產(chǎn)生巨大應(yīng)用前景

彭木根表示，5G、6G的一個(gè)重要應(yīng)用方向，就是提升行業(yè)的信息化與智能化水平。把它們應(yīng)用到智能制造、農(nóng)林牧漁、軍事國防等垂直行業(yè)，將高效實(shí)現(xiàn)這些垂直領(lǐng)域的信息化與智能化，加深傳統(tǒng)垂直行業(yè)的升級(jí)改造。

“在6G時(shí)代，要發(fā)展智能無人體，解決無人機(jī)、無人車、無人船以及機(jī)器人之間的高效寬帶互聯(lián)互通問題，尤其是通過無線通信技術(shù)強(qiáng)化無人體的自主部署和決策行動(dòng)問題，讓這些智能無人體能夠自主通信、自主探測感知、自主決策行動(dòng)等，這將有力提升我國信息化和國防軍事水平?！迸砟靖f。

他認(rèn)為，傳統(tǒng)的無線移動(dòng)通信專業(yè)人才已基本飽和，但無線通信發(fā)展已經(jīng)從傳統(tǒng)的蜂窩移動(dòng)通信向各垂直行業(yè)深入融合方向發(fā)展?！霸瓉碛腥颂帷ヂ?lián)網(wǎng)+’，還主要是基于個(gè)人通信來看信息時(shí)代，而現(xiàn)在‘無線通信+’很盛行，目的是基于無線通信，實(shí)現(xiàn)人機(jī)物智能高效互聯(lián)互通，這部分的人才儲(chǔ)備缺乏特別大?！?/p>

彭木根建議，加強(qiáng)這類人才的培養(yǎng)，通信、計(jì)算、控制、人工智能、網(wǎng)絡(luò)安全等專業(yè)不易過分細(xì)化，“因?yàn)樗鼈冋疃热诤?，交叉將產(chǎn)生巨大的技術(shù)創(chuàng)新和新的應(yīng)用前景”。

■人物簡介

彭木根，教育部長江學(xué)者特聘教授、國家杰青、萬人計(jì)劃科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、推動(dòng)“北京創(chuàng)造”的科技領(lǐng)軍人物。

彭木根長期致力于移動(dòng)通信系統(tǒng)精巧基站和智能無線組網(wǎng)研究，為我國自主研發(fā)的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為國際主流、改變世界通信格局做出重要貢獻(xiàn)。

新京報(bào)記者 張璐 實(shí)習(xí)生 王苗苗

編輯 白爽 校對 翟永軍