北京最美科技工作者彭木根6G时代要发展智能无人体领域

　　＂一片树林里分出两条路，而我选了人迹更少的一条，从此决定了我一生的道路＂。诗人罗伯特·弗罗斯特在诗歌《未选之路》中写道。
　　对北京邮电大学信息与通信工程学院执行院长彭木根来说，他也曾多次选择＂人迹更少的路＂，并＂另辟蹊径＂取得了成功。
　　从2000年进入移动通信领域以来，他致力于人口密集区域的移动通信系统精巧基站和智能无线组网研究，助推＂3G突破、4G并跑、5G领跑＂，为我国自主研发的密集无线网络技术成为国际主流、改变世界通信格局做出贡献。他认为，6G时代要发展智能无人体，解决无人机、无人车等的高效宽带互联互通问题，让这些智能无人体能够自主决策行动等。
　　日前，北京市委宣传部、北京市科协等部门首次联合开展北京最美科技工作者学习宣传活动，彭木根被遴选为2021年北京＂最美科技工作者＂。
　　彭木根承担教学任务，在实验室为学生讲解5G云小站和雾小站应用。新京报记者 张璐 摄
　　拒绝企业优厚待遇，跨专业踏上＂通信＂科研路
　　1996年，彭木根考入南京邮电大学计算机科学与技术系，作为较早接触计算机的一批年轻学子，他先后学习过DOS操作系统、UNIX操作系统和Windows操作系统，见证了个人计算机的发展。
　　然而每天面对计算机语言，以及数据库和各种应用开发，个人只能被动地学习和应用，这让即将毕业的彭木根对未来充满迷茫——＂未来我做‘码农’会有更大发展吗？＂此时，一篇新闻报道引起了他的关注：我国当时在制定自己的3G标准（TD-SCDMA技术）。他隐约觉得，这或许是未来的发展方向。
　　彭木根觉得，在计算机领域，他可能发挥不了特别大的作用，于是决定跨专业考研，报考北京邮电大学的移动通信专业。
　　考研结束后，为了保险起见，彭木根尝试找工作。＂当时很多同学去了外企，本科生月薪多的能拿到一万多，少的至少有两千，但也是‘铁饭碗’。这些在本科毕业生看来是很诱人的。＂
　　后来，彭木根与北京一家公司签订合同，但在得知考上研究生后，彭木根没进公司，而是正式踏上了他的＂通信＂科研之路。
　　涉入我国3G＂深水区＂，出版＂产业宝典＂
　　2000年，彭木根入学北邮，面临研究方向的选择。当时，由于我国第三代移动通信（3G）标准TD-SCDMA的核心基础理论还不成熟，相关理论研究欠缺，严重制约产业应用。一些国外专家认为，我国的3G只能应用于小型局部组网，不适合大规模无缝组网。
　　为破解制约我国3G发展的理论瓶颈、打破国外专家的妄言，彭木根于2002年放弃研究4G OFDM，在理论和技术＂一穷二白＂的情况下，涉入我国3G＂深水区＂，在国内外高校率先开展TD-SCDMA组网理论和关键技术攻关。
　　＂一个TD-SCDMA小区到底有多大容量，能接多少用户？多个基站同时共存，多个小区之间的干扰有多大？能不能大规模无缝组网？＂彭木根通过引入多用户检测技术和波束赋形增益因子，构建了单小区和多小区的容量分析模型，推导得到了有别于其他3G技术的小区容量表达式，提出了TD-SCDMA技术特有的多载波组网理论和扰码规划方法，揭示了我国3G的容量成因关系，证实了我国3G的容量和覆盖性能与其他3G系统相比，基本无差别，成功反击了国外专家对我国3G只能局部组网的武断结论。
　　这些研究成果也让27岁的彭木根被产业界熟知。2005年博士毕业后，他将相关研究成果结合产业需求，出版专著《TD-SCDMA移动通信系统》，详细介绍了我国3G的原理、理论基础、关键技术、标准制定、测试结果等，这本书被业内人士称为＂我国3G产业宝典＂。
　　＂移动通信领域专业书籍很难印到3000册，因为没那么多科研人员购买，但这本书在三年内印刷了十余次，目前出售了16000多册。＂彭木根讲了一件趣事，很多科研工作者通过这本书熟知我国3G，随后进入移动通信产业，他们见到彭木根本人时十分惊讶——＂之前一直以为您是一位老先生，没想到这么年轻。＂
　　彭木根说，我国3G从无到有，带动了我国移动通信产业的手机终端、手机通讯模块、芯片、基站模块、天线、网络运维等发展，让我国经历且发展了移动通信全产业链，培养了全产业链的各级研发和运营人才。
　　暂别教学出国深造，确立国际学术界地位
　　博士毕业后，彭木根留校，入职北邮电信工程学院，该学院的核心学科后来在全国学科评估中连续排名第一或获评A+。
　　32岁评上博导、34岁评上教授，由于在我国3G领域的突出贡献，彭木根的＂进阶＂之路顺风顺水。再一次做出突破性的＂选择＂，源于2012年入选首届国家自然科学基金优秀青年基金的经历。
　　＂当时参加上会答辩的其他老师大都有海外留学经历，研究成果有大量的国际一流期刊论文。我基本没有高水平的国际一流期刊论文，能上会答辩，主要因为对我国3G理论和技术贡献。＂彭木根说，虽然最后幸运入选，但通过这次答辩，他深刻意识到自己和其他入选者的差距。
　　为了缩小差距、更好地融入国际学术圈，2013年，彭木根决定暂别安稳的国内科研教学工作，出国深造。与很多人选择国外华人导师不同，他向通信领域最权威、最热门的美国普利斯顿大学国际著名院士H. Vincent Poor发了一封自荐邮件。邮件言词恳切，诚意满满，他成为了Poor院士接收的第一位国内全程培养的＂土教授＂。
　　在国外期间，彭木根以每两个月提交一篇高水准论文的速度进行科研攻关。由于对产业十分熟悉，他在这段时间发表的论文兼具实用性，正中5G和后5G产业发展趋势，一经发表就成为学术界和产业界关注焦点，大都成为ESI高被引论文。这段时间的科研成果也奠定了他在国际学术界的地位。
　　研究灵巧小基站，解决热点区域高容量便捷无线组网难题
　　访学期间及归来后，彭木根一直致力于热点区域高容量的5G云小站及智能无线组网研究。他表示，这与他的一个经历有关。＂2008年，在北京奥运会开幕式前夕，观众在鸟巢拍照，想发短信、彩信或打电话分享，却迟迟无法发送，电话也不容易打通，这是因为用户太密集、单位面积容量要求高、基站不方便部署。＂
　　参加完开幕式后，彭木根投入到研究，并提出＂即插即用＂的灵巧小基站及智能组网方案，有效破解了体育馆、CBD、大型活动等用户密集区域的无线网络高容量、低成本、自适应组网难题。
　　为了让这些科研成果转化落地，彭木根将核心知识产权转让，联合企业研发了灵巧小基站、5G云小站和无线网络自组织系列产品。灵巧小基站安装在体育场馆等热点区域，实现了多个运营商接入设备共享，大量节省了安装空间，且能即装即用，确保我国掌握4G/5G热点区域高速无线智能组网核心关键技术。
　　作为新型基础设施的重要组成部分，5G发展迅速。彭木根的密集无线网络实验室中展示了5G云小站和5G雾小站的应用。他介绍，5G云小站是一个2米多高的机柜，将基站的干扰处理、核心网、网络管理、业务平台、无线大数据处理集合在一起，通过云计算进行集中信号处理，以抑制密集基站间的干扰从而提升网络容量，同时实现人工智能以完成无线网络自配置、自规划、自优化等。
　　在科研楼的地下一层、二层及地上一层，部署了5G专网，可使这些区域进行各种5G行业应用的演示，如各楼层的高清监控视频可以实时回传实验室。＂视频清晰，传输速率高，绝对时延及时延抖动都非常小，为未来的全息通信和沉浸式XR（AR、VR等形式）提供了平台支撑，未来可应用于矿山、工厂、楼宇、体育场馆等场景。＂
　　5G雾小站在5G云小站的基础上增加边缘计算及智能技术，更好地适应极低时延和巨容量性能需求，可以保证所有网络运行数据和各种业务掌握在行业用户自己手里，同时实现本地化的数据分析和智能优化，可应用于农业、林业、矿业、工厂，未来可以部署于卫星、飞机、轮船、浮空平台、高铁中。
　　声音
　　通信、人工智能等专业深度融合，将产生巨大应用前景
　　彭木根表示，5G、6G的一个重要应用方向，就是提升行业的信息化与智能化水平。把它们应用到智能制造、农林牧渔、军事国防等垂直行业，将高效实现这些垂直领域的信息化与智能化，加深传统垂直行业的升级改造。
　　＂在6G时代，要发展智能无人体，解决无人机、无人车、无人船以及机器人之间的高效宽带互联互通问题，尤其是通过无线通信技术强化无人体的自主部署和决策行动问题，让这些智能无人体能够自主通信、自主探测感知、自主决策行动等，这将有力提升我国信息化和国防军事水平。＂彭木根说。
　　他认为，传统的无线移动通信专业人才已基本饱和，但无线通信发展已经从传统的蜂窝移动通信向各垂直行业深入融合方向发展。＂原来有人提‘互联网+’，还主要是基于个人通信来看信息时代，而现在‘无线通信+’很盛行，目的是基于无线通信，实现人机物智能高效互联互通，这部分的人才储备缺乏特别大。＂
　　彭木根建议，加强这类人才的培养，通信、计算、控制、人工智能、网络安全等专业不易过分细化，＂因为它们正深度融合，交叉将产生巨大的技术创新和新的应用前景＂。
　　人物简介
　　彭木根，教育部长江学者特聘教授、国家杰青、万人计划科技创新领军人才、推动＂北京创造＂的科技领军人物。
　　彭木根长期致力于移动通信系统精巧基站和智能无线组网研究，为我国自主研发的无线网络技术成为国际主流、改变世界通信格局做出重要贡献。
　　新京报记者 张璐 实习生 王苗苗
　　编辑 白爽 校对 翟永军