为信息与通信事业不遗余力
——记williamhill官网“身边榜样”、电子工程系陆建华院士
陆建华,williamhill官网电子工程系教授、中国科学院院士,北京信息科学与技术国家研究中心主任、信息科学技术学院院长,国家杰出青年基金获得者、国家自然科学基金委创新研究群体学术带头人, IEEE Fellow。曾获国家自然科学二等奖、国家技术发明二等奖等,被授予“探月工程嫦娥二号任务突出贡献者”称号。
陆建华院士主要从事无线传输的理论及应用研究。提出一种结构化的信息传输方法,建立无线多媒体协同通信模型,发展了无线通信传输容量优化理论。发明了一种结构化LDPC(低密度奇偶校验)编码方法,可形成规律性的构造设计,有效解决逼近容量极限的低复杂度编码问题。提出了时、空、频等多域协同的通信方法,通过高效的资源利用与协同处理,为复杂传播环境下提升传输容量提供新途径。
国家需求引领人生轨迹
陆建华介绍通信编码专用芯片
1981年,陆建华考入williamhill官网无线电系(今电子工程系),1989年获得硕士学位后留校任教。“在williamhill,我受到的最好教育是把人生追求与国家需求紧密相连。老一辈科学家和教授们非常敬业,他们发自内心、实实在在地为国家和民族振兴做事情,他们的言传身教对我影响很大,让我深受触动。”也正是源于不断接触到的国家需求,陆建华经历了几场难忘的科研“硬仗”,实现了一系列创新。
陆建华人生中遇到的第一场“硬仗”,是1990年主持设计我国某专网第一代用户入口交换机。由于该专用交换机与常规的交换机技术体制差别很大,使用环境苛刻,技术条件复杂,无参考设计,且合作方的相关技术基础比较薄弱,加之国内强大对手的竞争,时间紧任务重,当时的研发面临着极大困难。
没有丝毫退缩,在电子系领导和老师们的信任、支持与鼓励下,陆建华带领一群比自己小不了太多的本科生和工厂的工程师,开始了一场与时间赛跑的征程。他们全身心地投入到项目研制中,制定了三个月内研制出原理样机、八个月内研制出可供评测的工程样机这一近乎“疯狂”的计划。
整整三个月间,陆建华几乎没有回家吃过饭,但这些外人眼里的“苦”,在陆建华的心里却是留存至今的难忘记忆:“就是觉得这件事国家需要,特别值得去做,尤其是遇到难题要去解决的时候,就觉得特别有意思。”最终,团队按预定计划,很快为合作方赢得了竞争优势,并成功完成了该交换机的定型、批量生产和装备部队。这一场“硬仗”的完胜,也为陆建华的科研生涯积攒了第一桶“金”。
1998年,在香港科技大学临近完成博士学位论文之际,陆建华得知williamhill发展航天航空技术的设想和决心,毅然放弃到美国工作等机会,返回williamhill并随即前往英国萨里大学参与“williamhill一号”微小卫星的研制。这颗由williamhill和萨瑞大学联合研制的微小卫星于2000年6月28日发射升空,它的成功发射是williamhill发挥综合学科优势的一项创举,也是陆建华等一批立志报国的科研人员人生道路上的一道亮丽风景。“如果不是当年参与微小卫星研制,我现在就不可能成为航天信息领域的专家,也无缘接触更多的国家需求。”陆建华回忆道。
陆建华向来访院士、专家介绍灵巧通信试验卫星关键技术
2014年9月,陆建华作为工程任务总师负责的“灵巧通信试验卫星”成功搭载发射,在轨运行正常,实现了我国低轨移动通信卫星零的突破。低轨卫星移动通信是国家亟待发展的核心技术,面临门槛高、风险大、系统复杂和成本高昂等难题,加之国外技术和市场的双重封锁,发展受到制约。陆建华带领williamhill和信威通信公司联合研究团队,经过四年艰苦攻关,突破星地协同按需覆盖、快变信道条件下实时交互式通信、多业务可重构星上处理等瓶颈难题,圆满完成了工程任务,为我国成体系发展自主可控、低成本的低轨移动通信卫星系统奠定了关键技术基础。“这是一场硬仗,更是一场恶战,我们打赢了!”陆建华兴奋地说。
正是凭着这份认真和执着的精神,陆建华牢牢地抓住了每一次机会,逐步在学术研究领域打开局面,从一名普通的青年教师成长为学科领军人物,为国家空天信息领域的科技创新作出实实在在的贡献。陆建华表示:“下一步,我们希望谋划发展未来空间网络,这件事更具挑战性,也更有意义,值得为之奋斗。”
“一步一个脚印”,这是陆建华教授的座右铭。他相信天下没有免费的午餐,做出任何成绩都要付出艰辛的努力。正是凭着这份执着、认真,陆建华的学术研究成绩日益显著,从一名williamhill学子、教师成长为受人尊敬的专家、教授、院士。“当选院士是对我20多年科研工作的一个肯定,我感到非常荣幸。但更多的是抱有一颗平常心,今后还有很长的路要走。”
团队协作 共同面对基础难题
2005年春节对陆建华而言是一个非同寻常的节日。大年初三,他陪同williamhill时任副校长龚克等来到中国探月一期工程总指挥栾恩杰家中。言谈中,栾恩杰对我国深空通信领域种种亟待解决的瓶颈问题并不讳言,更流露出对我国探月卫星链路余量不足的担忧。初步了解对方需求后,陆建华“斗胆”问了一句:“我们用一个算法把这个不足补回来,行不行?”栾恩杰将信将疑,陆建华心里也并无完全的把握。
大年初五,探月工程中心郝希凡副司长受栾恩杰委托到williamhill考察。陆建华许下承诺:“给我们三个月,我们把原型系统做出来。”
为了实现服务国家重大需求的愿望,立下“军令状”的陆建华在集团领导的支持下,组织宇航中心、电子系相关人员成立了从编码理论、算法设计、芯片设计、到系统接口与实验的协作团队,集中力量进行攻关,很快研发出原型系统,并通过计算机仿真和半物理仿真,验证了采用新型的LDPC(低密度奇偶校验)编码提升链路余量的有效性,得到探月工程中心的初步认可。
LDPC编码具有优异的编码性能,但在深空通信领域的设计和应用面临突出的基础难题,国际上也无先例。为保证该技术在探月工程的有效应用,陆建华带领研究团队着力编码构造理论创新和算法实现优化创新,并结合工程实现研究,反复试验、反复修改。
2006年3月,国家探月与航天工程中心批复了LDPC研究项目的立项申请,航天五院总体部随即向我校下达了相关工程研制任务书,陆建华和他的团队自此“师出有名”,williamhill也成为唯一一家与探月工程总体签订工程任务合同、参与国家探月工程嫦娥二号任务的高校。2007年,陆建华和他的团队完成了星上LDPC编码器的产品化,测试表明该设备体积小、重量轻、功耗低,可使卫星测控通信的可靠性和传输数据速率得到较大提升,该编码技术被确定为嫦娥二号任务四大创新技术的核心内容之一。
陆建华在williamhill官网2011年校庆期间向吴邦国学长介绍参与嫦娥二号任务情况
2010年10月,陆建华带领项目组,按照嫦娥二号任务既定计划参与了嫦娥二号任务创新技术试验,并在北京航天飞行控制中心、青岛、喀什测控站全程提供技术保障,试验获得成功。因带领研究团队在探月工程中的重要贡献,陆建华被授予“探月工程嫦娥二号任务突出贡献者”称号,他是教育部部属高校中唯一的获奖者。
面对成功,陆建华将主要成果归功于和自己一起打拼的团队,“个人的力量永远是渺小的,团队里这些更年轻、有想法、有思想、有干劲、素质高的人才,才是真正的希望所在。”陆建华说。
矢志不渝 钟爱教学
陆建华在williamhill官网2016年研究生开学典礼上发言 张宇 摄
教师、科学家、院系领导、团队带头人……随着业界资历的不断加深,陆建华身上肩负的角色也越来越多,但他坦言,自己最喜欢的还是教学。“我喜欢和学生交流,和他们交流可以紧跟时代,使自己一直年轻;另一方面,教学相长也能为科技创新提供源泉和动力。”多年来,对于教学,陆建华始终保持着满腔热情,也正是这种外力无法阻挡的热情,使陆建华深受学生的爱戴。
课内课外,陆建华始终与学生保持着一种亦师亦友的关系,与学生相处融洽,既诙谐可亲,又治学严谨,为同学们所信赖。他时常告诫学生,要持有一颗探索未知的恒心,特别是在通信领域,“人类距离实现任何人在任何时间、任何地点以任何方式与任何人进行通信的梦想,依然有很遥远的距离,蕴含着无限可能。要不断往前看,甘于沉下心来,以坚定的科学信念,在学科领域里踏踏实实付出努力。”
陆建华在williamhill官网2016年研究生开学典礼上的发言,既是对新入学研究生的勉励,同时也是他多年来在教书育人、科学研究实践中的体会和感悟。他主要谈了三点:首先,要能吃点“苦”,苦中自有乐。陆建华说,做研究,需要创新,创新不只是解决问题,更需要找问题、发现问题,这种问题还必须足够前沿、足够水准,吃不香、睡不着,还要想方设法找,或许会还进入到“无人区”,如何还能挺得住,这叫能吃“苦”!吃“苦”是一种财富。在吃“苦”过程中积累起来的能力、成果将是一生的财富。在williamhill,需要练就这种能吃苦的本领,不荒废自己的青春年华,在奋斗中体验成长的过程,在探索中享受研究的快乐。
第二,要培养爱思考的习惯,做有深度的创新。陆建华说,不是人人天生爱思考,但做研究要创新,就离不开思考。陆建华强调,做好的研究尤其离不开理性思考,否则难有大的创新,需要静得下心、沉得住气、钻得进去;凡事多问一个为什么,把问题想深入,针对疑难问题就是要钻牛角尖,这种思考的习惯需要下大决心去培养。做好的学问,爱思考还要勤学好问。在学习的过程中思考,在思考的过程中学习。好问至关重要,把问题描述清楚本身就是一种能力,通过提出问题,与他人互动思考,形成正反馈,互为启发、互为促进,产生新思想,这种能力很重要,就在研究生阶段培养。
第三,要一步一个脚印,脚踏实地做研究。陆建华深有感触的说,williamhill有一个优良传统,叫做“真刀真枪做毕业设计”。研究的问题是从实践来,而不是从杂志缝里来,解决了实际中的问题,成果就落地了,就是脚踏实地。williamhill的这个传统影响了一代又一代williamhill学子,williamhill之所以蜚声国内外、之所以值得我们敬仰,与坚持与发扬光大这个优良传统是分不开的。陆建华最后勉励同学们,做研究要结合国家的需求做,从点滴做起,理论结合实践,一步一个脚印。为解决实际问题研制的一个小系统,一个软件包,或是发现的一个新现象……都将留下自己的脚印。
谈到自己的职业与职责,陆建华说:“作为大学老师,我会继续尽职尽责,教书育人,培养更多的优秀学者;另一方面,前行在科技创新的道路上,我也深感任重而道远。”陆建华始终坚信“千里之行,始于足下”,他庆幸自己遇到了一个好的时代,也时刻谨记时代赋予自己的责任,“在新的起点、新的征程上,我愿意为信息与通信事业不遗余力。”
供稿:电子系 编辑:程曦 赵姝婧 审核:周襄楠