敢闖無人區(qū)？來這！

尹穎堯+曹曉晨+邢多多

人人打電話，人人上網(wǎng)，誰也離不開通訊。通訊技術(shù)哪家強(qiáng)？北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院（以下簡稱信通院）說第二，恐怕沒有誰敢說第一。以信息科技為特色的信通院，正在通訊領(lǐng)域勇闖無人區(qū)，展開各種科研攻關(guān)。憑借突出的學(xué)科實(shí)力、明顯的專業(yè)優(yōu)勢以及多年來對電信行業(yè)的貢獻(xiàn)，北郵在每一部手機(jī)里都留下了“BUPT inside”的印記。

一個(gè)巨人

我們在學(xué)院見到信息與通信工程學(xué)院執(zhí)行院長張琳老師時(shí)，他剛結(jié)束了上午的課趕來。

“北京郵電大學(xué)成立于1955年，是新中國第一所郵電高等學(xué)府。”張老師介紹，信通院是北郵人數(shù)最多的學(xué)院，僅通信工程一個(gè)專業(yè)，本科生每個(gè)年級就有十幾個(gè)班，每班30～40人，信息工程、電子信息專業(yè)的人數(shù)也不少，可謂“龐然大物”。

“從第一代大哥大手機(jī)，到第二代數(shù)字移動通信小型手機(jī)，再到第三代第四代數(shù)字手機(jī)，到現(xiàn)在的4G和5G互聯(lián)網(wǎng)，信息技術(shù)無不走在各行各業(yè)的最尖端。”張老師說，信息與通信工程學(xué)科主要研究信號的產(chǎn)生、信息的傳輸、交換和處理，以及在計(jì)算機(jī)通信、數(shù)字通信、衛(wèi)星通信、光纖通信等方面的理論和工程應(yīng)用問題。學(xué)院根據(jù)當(dāng)今通信發(fā)展的需要，設(shè)置了通信網(wǎng)與交換、光纖通信、無線通信、信息處理與多媒體技術(shù)四個(gè)專業(yè)方向。

支撐起龐大信通院的核心力量，是大量優(yōu)秀的師資。“好的導(dǎo)師能夠準(zhǔn)確地把握學(xué)科前沿的發(fā)展方向，帶領(lǐng)研究走得更快更遠(yuǎn)。”比如擔(dān)任973“認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)”項(xiàng)目首席科學(xué)家，2010年被評為“全國優(yōu)秀科技工作者”的張平教授。張教授多年來致力于無線通信關(guān)鍵技術(shù)的研究，提出了多種新模型、新算法與新機(jī)制，取得了突出的創(chuàng)新成果。以張平教授為代表的專家學(xué)者形成了16個(gè)科研團(tuán)隊(duì)，帶領(lǐng)學(xué)院內(nèi)幾百名博士、研究生，圍繞信息理論與技術(shù)、無線通信、多媒體技術(shù)、通信網(wǎng)技術(shù)、泛網(wǎng)無線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)搜索等多個(gè)方向，依托泛網(wǎng)無線通信教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、“網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建與融合”北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、移動互聯(lián)網(wǎng)安全國家工程實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)頂尖實(shí)驗(yàn)室，承擔(dān)起國家自然科學(xué)基金、國家重大專項(xiàng)、863計(jì)劃、北京市教委等多項(xiàng)國家/部級科研項(xiàng)目，并與工信部電信研究院、中科院計(jì)算所、聯(lián)通中訊設(shè)計(jì)院、清華大學(xué)等國內(nèi)高校和科研機(jī)構(gòu)以及國家電網(wǎng)、華為、中興、大唐等企業(yè)開展了多領(lǐng)域、深層次的項(xiàng)目合作，對通訊領(lǐng)域的各個(gè)“無人區(qū)”進(jìn)行了大量的探索和突破，并獲得眾多國家級的獎項(xiàng)。

除了學(xué)院內(nèi)16個(gè)科研團(tuán)隊(duì)，信通院還與國外高校建立了眾多聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行學(xué)術(shù)交流和人才培養(yǎng)。“我們與日本東北大學(xué)、韓國漢陽大學(xué)、挪威科技大學(xué)、丹麥奧爾堡大學(xué)、香港中文大學(xué)、馬德里科技大學(xué)、悉尼科技大學(xué)、倫敦大學(xué)等國際知名高校保持著密切的交流合作與人員互訪，并通過校際項(xiàng)目、中英科技創(chuàng)新項(xiàng)目等建立了良好的合作關(guān)系，對科學(xué)研究、學(xué)術(shù)交流和人才培養(yǎng)起到了很好的促進(jìn)作用。”張老師說。

尖端研究

在最近QS世界大學(xué)電子與電氣專業(yè)排名中，北郵信息與通信工程專業(yè)位居100至150名之間。張老師說：“這是一項(xiàng)幾乎包含電子與電氣所有研究領(lǐng)域的排名，其中一些領(lǐng)域我們并不研究，如果單在通信領(lǐng)域與國外高校相比，我們絕對不輸其他學(xué)校。”2012年，北郵的一級學(xué)科“信息與通信工程”在學(xué)科評估中名列全國第一。

2016年，憑借對4G互聯(lián)網(wǎng)的突出貢獻(xiàn)，北郵獲得了國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎特等獎。 “我們做4G憑什么能拿特等獎？因?yàn)檫@里引領(lǐng)著國際標(biāo)準(zhǔn)。我國有很多科技領(lǐng)域依然在‘比學(xué)趕幫抄的‘趕這個(gè)階段，可是在通信方面，我們已經(jīng)超前了。” 短短三十多年，我國就經(jīng)歷了“1G空白、2G跟隨、3G突破”的發(fā)展過程，全球進(jìn)入4G標(biāo)準(zhǔn)競爭后，北郵的教授和通訊行業(yè)的專家們突破了重大核心技術(shù)，提出并主導(dǎo)TD-LTE國際標(biāo)準(zhǔn)。“通過與中國信通院、中國移動、華為、中興、大唐等企業(yè)的共同合作，我們實(shí)現(xiàn)了移動通信在4G時(shí)代的趕超。”最近，信通院在5G方面的部分科研成果也已被標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)所采納，將成為未來5G的標(biāo)準(zhǔn)。“11年前，無線技術(shù)的領(lǐng)軍企業(yè)，美國高通公司CEO來參加北郵50年校慶時(shí)說：以前每一臺PC上都標(biāo)有‘Intel inside，今后每一臺手機(jī)上也都應(yīng)該標(biāo)上‘BUPT inside，因?yàn)楸编]對手機(jī)內(nèi)的每一樣技術(shù)都有貢獻(xiàn)。”張老師說。

不僅在4G、5G方面，信息與通信工程學(xué)院的研究范圍還有很多，人工智能、光纖、互聯(lián)網(wǎng)……信通院16個(gè)科研團(tuán)隊(duì)正朝著多個(gè)“無人區(qū)”領(lǐng)域邁進(jìn)。“最典型的就是5G智能網(wǎng)聯(lián)汽車了。” 張老師告訴我們，從人的感受層面來說，5G除了更快，相比4G帶來的感受可能不會更多，但把它運(yùn)用到物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)領(lǐng)域，帶來的可能會是翻天覆地的變化，這也是目前信通院重點(diǎn)研究的內(nèi)容。“我們在電影中才能看到的無人駕駛汽車很酷很炫，很多人都不信它真能在現(xiàn)實(shí)生活中出現(xiàn)。而在我們看來，只要通過5G互聯(lián)網(wǎng)方式將車的發(fā)動系統(tǒng)和車內(nèi)的通信連接起來，無人駕駛就能實(shí)現(xiàn)。”

當(dāng)然，要想解決這個(gè)問題，還有大量的科研難題需要攻克。雖然無人駕駛的商業(yè)價(jià)值很高，之所以運(yùn)營商不敢輕易做這個(gè)項(xiàng)目，正是因?yàn)樗麄儧]有足夠的技術(shù)解決5G技術(shù)背后的種種問題。首先是實(shí)現(xiàn)車車通信。“我們要通過信息通信技術(shù)把發(fā)動系統(tǒng)和車內(nèi)的通信連接起來，更多的情況下，是通過通信系統(tǒng)把車與車連接起來。舉個(gè)簡單的例子，人在開車時(shí)，前車踩了一個(gè)剎車，肯定要等駕駛員看到前車的剎車燈亮了才會跟著踩剎車，一旦他分心沒看到，就可能追尾。而如果有了車車通信技術(shù)，前車剎車時(shí)根本不需要亮燈，只要發(fā)個(gè)信號給我的車，我的車就會自動剎車，大大提高了行車安全性。但問題是，開車時(shí)我與前后的車都是不認(rèn)識的，如何讓車輛識別并接收陌生的信息，這是一個(gè)很大的問題。”與此同時(shí)，車輛在行駛途中一旦發(fā)生基站連接不順暢的問題，就會發(fā)生車禍，這樣的車也沒人敢用。據(jù)張老師透露，北郵正在進(jìn)行的5G通信研究攻關(guān)，預(yù)計(jì)2020年就可以完成，樂觀地看，到2025年，智能網(wǎng)聯(lián)汽車或許就能夠正式投入使用了。

除了智能網(wǎng)聯(lián)汽車，人臉識別也是一例。“門愛東教授的團(tuán)隊(duì)，就在人臉識別這個(gè)領(lǐng)域很有建樹。”張老師告訴我們，人臉識別的課題向來是領(lǐng)域內(nèi)的研究難點(diǎn)，雖然人臉的獲取比較容易，但由于人的表情豐富、以及光照、成像角度、成像距離、發(fā)型飾物的變化、背景環(huán)境等因素，以往檢測的準(zhǔn)確率并不高。為此，門教授的團(tuán)隊(duì)針對照片、視頻中人臉識別的不同應(yīng)用，開發(fā)出多種的人臉識別算法，其中基于深度學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)人臉識別算法，在公開基準(zhǔn)測試數(shù)據(jù)集LabeledFaces in the Wild（LFW）上的準(zhǔn)確率高達(dá)99.2%。這種人臉識別算法可以用于電視視頻內(nèi)容分析、相冊自動分析、線上購物支付、海關(guān)、公安視頻監(jiān)控領(lǐng)域的人臉驗(yàn)證等。“我們追求通過優(yōu)化更貼近實(shí)際的真實(shí)場景圖像，使之成為在真實(shí)情況下實(shí)用的人臉識別引擎。”

技術(shù)領(lǐng)袖

“我們要培養(yǎng)的是信息通信領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)袖。”張老師告訴我們。為什么不是“領(lǐng)袖”而是“技術(shù)領(lǐng)袖”呢？“‘領(lǐng)袖一定是一個(gè)非常全面的人，它包括會處理人際的關(guān)系，能找到錢融到資，要懂一定的技術(shù)，還有很多其它能力。培養(yǎng)領(lǐng)袖是非常非常困難的，所以我們加上了‘技術(shù)二字，讓我們的學(xué)生首先能夠解決技術(shù)難題。創(chuàng)業(yè)界曾有個(gè)笑話：‘我們團(tuán)隊(duì)什么都準(zhǔn)備好了，就差一個(gè)寫程序的了。可以說，我們培養(yǎng)的人才就是來補(bǔ)技術(shù)短板的。當(dāng)然，他們不但能做技術(shù)，將來也可以做技術(shù)負(fù)責(zé)人。”

為培養(yǎng)“技術(shù)領(lǐng)袖”，北郵對學(xué)生施行著培養(yǎng)高標(biāo)準(zhǔn)：本科生要達(dá)到研究生水平，研究生開始做博士的內(nèi)容，博士生則要探索無人區(qū)。2013年開始，每年本科新生入學(xué)時(shí)，信通院的老師都會買一些具備無線通信能力和基本傳感能力的嵌入式組件送給學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生動手研究設(shè)計(jì)一些程序，讓組件實(shí)現(xiàn)一些功能。期間遇到困難了，老師就會教授相關(guān)的知識，學(xué)生學(xué)起來就很帶勁兒。為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力，老師還會從第一節(jié)課時(shí)就搞一些合作性的實(shí)驗(yàn)，比如給團(tuán)隊(duì)一個(gè)課題，引導(dǎo)幾個(gè)學(xué)生一起搞創(chuàng)新。

與本科生的“玩中學(xué)”的培養(yǎng)模式不同，學(xué)院對碩士生的要求就比較高了。研究生加入教授的科研團(tuán)隊(duì)后，就要和團(tuán)隊(duì)一起攻克一些只有少數(shù)人會的東西，“比如國外有了一個(gè)新的雛形后，我們就會要求研究生做一個(gè)相同的東西，這是我們對碩士的要求。” 在北郵，本碩連讀比例一直保持在較高比例。談起外校生考研，張老師坦言：“有難度。不但筆試要下苦功，復(fù)試我們還要考察價(jià)值觀的匹配。我總是跟學(xué)生講，不能為了留北京而讀北郵的研。我自己招生時(shí)，會告訴學(xué)生我們在做什么，以及我對學(xué)業(yè)的理解，對努力的理解，對工作的理解，最后問他到底有沒有興趣？如果學(xué)生不認(rèn)同我的觀點(diǎn)，研究生三年我們都會很痛苦，就好似‘三年有期徒刑，所以在復(fù)試時(shí)必須搞清楚這個(gè)問題。”

勇闖無人區(qū)

談起對博士的要求，張老師只用了一句話概括：勇于進(jìn)入無人區(qū)。2017年，北郵開始對本碩博連讀的學(xué)生實(shí)施“3+1+4”貫通培養(yǎng)，獲得博士學(xué)位的時(shí)間從11年縮短為8年。乍一看很有吸引力，因此大批學(xué)子都有報(bào)考意愿。但張老師說：“如果學(xué)生看上的只是時(shí)間上的優(yōu)勢，那我會勸他還是別來了。我們需要的學(xué)生，除了有資質(zhì)，能吃苦，還要敢于接受5G、深空、深海、深地等通信方面一些無人區(qū)‘不可能的挑戰(zhàn)。 因?yàn)椤疅o人區(qū)研究的背后，是大量‘無用的付出，也可能研究到最后都沒有成果。如果我說到這里依然能夠吸引他，那我們歡迎他的加入。”

學(xué)生進(jìn)入信通院讀博后，將加入具體團(tuán)隊(duì)開展科研攻關(guān)，并得到導(dǎo)師一對一的輔導(dǎo)。通過信通院70多位博導(dǎo)與工業(yè)界和學(xué)術(shù)界建立起的聯(lián)系網(wǎng)，學(xué)生還有很多機(jī)會參與校企合作，在這個(gè)開放的教學(xué)環(huán)節(jié)中感受科研的熱點(diǎn)，了解工業(yè)界亟待解決的問題。為將探索無人區(qū)的科研任務(wù)完成得更好，學(xué)院還結(jié)合國家重大需求，成立了師生共建的大團(tuán)隊(duì)、設(shè)立博士短期和中長期海外訪學(xué)計(jì)劃、邀請國內(nèi)外大師級的教授來北郵舉辦暑假課程班等等。“我們會引導(dǎo)學(xué)生走正確的路，但也會讓學(xué)生明白，這其中的挫折和失敗永遠(yuǎn)要大于鮮花跟掌聲。”

在談到學(xué)生的去向時(shí)，張老師說：“我們和工業(yè)界聯(lián)系很緊密，所以學(xué)生找工作不愁。”很多畢業(yè)生作為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營方面的高級工程技術(shù)人才，活躍在通信網(wǎng)與交換、光纖通信、信息處理與多媒體通信等多個(gè)層面和領(lǐng)域中，已成為國內(nèi)信息通信行業(yè)的骨干力量。“但我認(rèn)為，就業(yè)率不能絕對化，有的學(xué)生畢業(yè)了不想工作，也并不代表他沒有能力找到一份工作。我也不贊成本科學(xué)生出國讀一年制的課程碩士。出去一年回來，沒有國外實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，也許還沒有在國內(nèi)完成碩士的含金量高。”