“让(rang)老庶民完成畅通互联”(科创正(zheng)芳华),木根,我国,基站
彭木根(前排穿蓝衬衫者)与他的研讨生。张星海摄
你有过这类体验吗?在人群麋集的演唱会、体育场、商(shang)场或车站,手机网络更容易受(shou)到影(ying)响,最直观的感觉就是“人多的地方旌(jing)旗灯号(hao)差”。
2008年8月8日,已在北京邮电大学(xue)电信工程学(xue)院任教的彭木根,同样被这一问题困扰。那天,他幸运地在现场观看(kan)了北京奥运会开幕式,彭木根底(di)本准备(bei)在“鸟(niao)巢”给家里打(da)个电话,与家人一同分享这份高兴,但电话却拨没有通……
焦点地区人口(kou)麋集但基站有限,通讯质量难以包管。如何破解这一困难、让(rang)人流麋集地区的无线高容量上网没有再是期望?
从2000年进入移动(dong)通讯领域以来,彭木根努力于人口(kou)麋集地区的移动(dong)通讯零碎(sui)机灵基站和智能无线组网研讨。从3G到5G,他为(wei)我国自主研发的麋集无线网络技术成为(wei)国际主流、转变天下通讯格局作出了贡献。2021年,彭木根被授予北京“最美科技工作者”荣誉称呼。
“我没有信这个邪”
2000年,彭木根从南京邮电大学(xue)计算机科学(xue)与技术系毕业。那一年,他做了人生中相当紧张的一个决定——放弃已拿到的企业高薪职位,去北京邮电大学(xue)通讯工程专业继承深造。
彼时,我国第三代移动(dong)通讯(3G)标准TD-SCDMA的焦点基础理论进展并(bing)没有成熟,缺(que)乏相关(guan)理论研讨,严(yan)重制约家当应用(yong)。一些国外专家乃(nai)至由此断言,我国的3G只能应用(yong)于小型局部组网,没有适合大规模无缝组网。
“我没有信这个邪。我觉得我国将来的移动(dong)通讯行业前景广阔,这也是我跨专业考研的缘故(gu)原由。”彭木根说。
一个TD-SCDMA小区有多大容量、能接若干用(yong)户?多个基站同时共存时小区之间的干扰有多大?如何能力完成大规模无缝组网?……来到北邮后,彭木根一头扎进这些棘手困难,领先(xian)展开了TD-SCDMA组网理论和关(guan)键技术攻关(guan)。
经过多年受(shou)苦钻研,彭木根经过引(yin)入多用(yong)户检(jian)测技术和波束(shu)赋形增(zeng)益因子,成功构建出单小区和多小区的容量分析(xi)模型,推导得出了有别于其他3G技术的小区容量表达式。换句话说,彭木根的研讨证实了我国3G的容量和覆(fu)盖(gai)性能与其他3G零碎(sui)相比基本无差异,颠覆(fu)了此前国外专家的果断结论。
对没有少通讯专业的先(xian)生来说,《TD-SCDMA移动(dong)通讯零碎(sui)——加强和演进》是一本耳熟能详的行业专著,彭木根是作者之一。这本出版于2008年的图书,直到今天还被誉为(wei)“我国3G家当宝典”,个中详尽论述(shu)了我国3G的基础理论、关(guan)键技术、标准制定、测试结果等,3年内加印了10余次。
在3G时代,我国主导的移动(dong)通讯制式TD-SCDMA、欧洲的WCDMA与美国的CDMA2000共同成为(wei)全球三大移动(dong)通讯标准,我国第一次向天下通讯业收回了本身的声音。
小基站破解大困难
2013年,普林斯顿大学(xue)著名院士文森(sen)特(te)·珀尔收到了一封言辞诚心的邮件,这封邮件来自彭木根。那年,已在国内学(xue)术圈小着名气的彭木根,决定暂别平稳的教学(xue)与科研生活,出国进修。珀尔在通讯工程和信息论领域久负盛名,此前并(bing)未遇到过毫无“留洋”履(lu)历的我国粹者。彭木根字里行间的朴拙打(da)动(dong)了他,让(rang)珀尔看(kan)到了这个我国青(qing)年对学(xue)术研讨的执着与坚定。
“后来我才认识到,那封邮件实在有没有少语法毛病。”彭木根笑着说。
受(shou)害于十(shi)分认识家当进展情况,彭木根在访学(xue)时代揭橥论文的服从与质量都很高,兼(jian)具学(xue)术性与实用(yong)性,个中多篇(pian)成为(wei)ESI高被引(yin)论文。这段时间的科研成果也奠基了他在国际学(xue)术界的地位。
回国后,彭木根将更多精力投入到热门地区无线组网的研讨中,以期办理像“鸟(niao)巢”一样的热门地区无线高容量上网的问题。
经过一次次假想与测试,彭木根提出“即(ji)插即(ji)用(yong)”的机灵小基站及智能组网计划。机灵小基站安装在体育场馆等热门地区,完成了多个运营商(shang)接入设备(bei)共享,大幅俭省了安装空间,无效破解了体育馆、中央商(shang)务区、大型流动(dong)等用(yong)户麋集地区的无线网络高容量、低本钱、自顺应组网困难。
在北京邮电大学(xue)麋集无线网络实行室内,彭木根展现了“5G云小站”和“5G雾(wu)小站”的应用(yong)。“5G云小站”是一个2米多高的机柜,能将基站的干扰处理、网络管理、业务平台(tai)等鸠合,借助云计算和野(ye)生智能举行会合旌(jing)旗灯号(hao)处理,从而(er)抑制麋集基站间的干扰,提升网络容量。
“‘5G雾(wu)小站’则在‘5G云小站’的基础上,增(zeng)加了边缘计算及智能技术,可以更好顺应极低时延和巨容量性能需求,包管所有网络运行数据控制在用(yong)户本身手中。”彭木根说,经过完成当地化的数据分析(xi)和智能优化,该技术还可应用(yong)于农、林、矿等诸多场景。
开启6G美好生活
“业内有一句话:3G转变习惯,4G转变生活,5G转变社(she)会,6G转变天下。这句话是人人对6G的极高期望,6G的确(que)能带给我们(men)无限联想。”彭木根说。
目前,彭木根正(zheng)带领团(tuan)队处置6G理论和技术的研讨,包括4个偏向:6G空间信息通讯、6G无线传输、6G无线组网与无线算力和6G无线内生平安。
彭木根介绍,与现有5G首要办事于地面用(yong)户没有同,6G地面蜂窝网络将与包括卫星、无人机、高空平台(tai)在内的空间网络相互融会,构建起空天地一体化三维立体网络,覆(fu)盖(gai)陆地遥远地区、陆地、极地等传统无线网络难以覆(fu)盖(gai)的地区,完成全球广域覆(fu)盖(gai)。“从技术层面来看(kan),6G比5G最直观的提升在于传输速度更高、通讯时延更低。有报告表现,6G峰值网速最高可达100Gbps;网络延迟也可能从‘毫秒’级降(jiang)到‘亚毫秒’级。”他说。
可以勇敢设想将来这样一幅场景:面向人与人的通讯演进为(wei)人—机—物的智慧互联,本来在5G中利用(yong)的高清(qing)视频(pin)传输、工业互联网、车联网等功能将在6G中进一步完善,全息通讯、智慧车联网、智慧工业互联网等技术将渐(jian)渐(jian)成熟并(bing)进入商(shang)用(yong)……曾经在影(ying)视作品里涌(yong)现的画面,正(zheng)一步步变成现实。
“以自动(dong)驾驶为(wei)例,目前智能汽车的感知能力首要依赖当地多种传感器,包括摄像头、毫米波雷达、GPS、激光(guang)雷达等。固然综合精度达到厘米级乃(nai)至毫米级,但仍无法充分满意自动(dong)驾驶需求。6G网络能够办理自动(dong)驾驶传感器感知范围受(shou)限、精度没有敷、信息传输延迟等问题,提升车辆应对突发事件的响应能力。”彭木根介绍。
向着这个目标,彭木根带领团(tuan)队又一次踏上了技术攻关(guan)之路。“在任何时间、任何地点,都能让(rang)老庶民完成畅通互联,这就是我们(men)一直以来最想完成的。”彭木根说。(记者 孙亚慧)
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《 人民日报外洋版 》( 2023年11月02日 第 09 版)
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