未來通信 技術爭先
——記華南理工大學電子與信息學院副教授溫淼文

□ 宋 潔

21世紀是萬物互聯的時代。無線通信系統是連接人與人、人與物的信息重要載體，已經在生產生活中得到了普遍的應用。正因為其廣泛的應用，社會對無線通信不斷提出更高的要求。保障通信信息的安全性，實現其高效率、高質量、低能耗傳輸，也成為引領一代代科技工作者不斷思考、深入技術研究的目標。華南理工大學電子與信息學院副教授溫淼文是眾多從業者中的一員，他多年來與信息的承載問題斗智斗勇，所深耕的信號調制研究正是通信系統的基礎和關鍵模塊。

在他看來，歷經了模擬和數字兩個階段的信號調制正在擺脫傳統“套路”，以新的設計思路走向光明大道，其中尤為一提的杰出技術代表，就是序號調制技術。“近幾年，序號調制才作為一種新興數字調制技術嶄露頭角。它在不需要消耗新的物理資源的情況下，一般可以直接疊加在傳統數字調制技術上，獲得性能提升，是未來無線網絡中具有強競爭力的革命性技術。”

在學習的過程中找到興趣

從溫淼文的介紹中可以了解，2008年—2013年對無線通信發展而言是關鍵年頭。這段時間，兩個最為著名的序號調制技術，即空間調制和載波索引調制相繼問世，扭轉了傳統數字調制思維，打開了信號調制發展的變革大門。“序號調制技術開發了數據傳輸的新維度及新思路。因此，它不應被簡單地視作是數字調制技術的替代品，而應視為一種‘改變游戲規則’的全新通信模式。”

溫淼文對這種全新通信模式的接觸始于2011年，從某種意義上來講，他在科研領域的成長與序號調制技術的發展相伴。那是他在北京大學讀博的第3年，受導師焦秉立教授委派，前往普林斯頓大學接受聯合培養。“當時那邊接收的導師給出了幾個可選的研究方向，其中就有空間調制技術。”

即使導師是空間調制技術最早的一批學者，但溫淼文坦言，自己在出國前對這項技術的了解甚少。作為一張“白紙”的他在普林斯頓大學求知若渴，在課堂上，在不斷與同學、老師的交流中汲取知識養分。“學校的學術氛圍很好，有很多業界大牛，例如信息論的Verdu，博弈論開創者、諾貝爾經濟學獎得主納什，經常在路上就能碰到。”溫淼文還表示，他常看到學生吃著三明治、漢堡包，邊聽學術報告邊插嘴提問，這種輕松的交流風格也給他留下了深刻的印象。

自由的治學氛圍讓溫淼文養成了四處“蹭”課的習慣，他沒有將自己局限在空間調制的內容當中，抓住機會就去擴寬知識面。慢慢地，他對研究方向產生濃厚興趣的同時還有了些新想法，將空間調制進一步擴展到了更一般化的序號調制技術。

2019年8月，在韓國延世大學訪問。

“從根本性上說，任何一種利用傳輸實體的‘開關’狀態承載比特信息的技術，包括空間調制與載波索引調制，都能夠被稱為序號調制技術。這種傳輸實體可以是物理存在的天線、發光二極管等，也可以是虛擬抽象的時隙、調制類型等。”溫淼文解釋說，傳統數字調制關注的是載波的幅度、頻率和相位，將信息承載在傳輸波形上。而序號調制，則是革新信息承載方式，使信息能夠以更高的傳輸速率，更低的錯誤率、功率損耗被接收端解調出來。

也正是以這樣的思想路線為引導，他發明了差分空間調制方案，解決了高速移動信道下信道估計開銷大的問題，還推導了載波序號調制的性能界，找到了性能最優的參數配置方法，證明了載波序號調制具有比5G OFDM調制更高傳輸性能的潛力。得益于這些成果，溫淼文于2017年破格晉升為副教授，還入選了第4屆中國科協青年人才托舉工程、全國博士后管委會辦公室和香港學者協會“香江學者計劃”。

研究從實際出發

在科學研究的道路上，他戒驕戒躁，持續開展序號調制技術在高頻譜效率下和低信噪比下的性能不足等難點研究。

在國家自然科學基金委、華南理工大學各級領導的支持下，溫淼文致力于通過尋找新的序號調制方案、提高分集增益等手段解決問題。他說，現階段的工作主要分為兩部分。一方面，他和團隊利用序號調制思想協助OFDM中繼傳輸，將子載波配對信息利用序號調制承載，實現資源的大量節省；另一方面，他們利用序號調制實現了同時多播和單播，進一步拓寬了序號調制的應用場景。

在總結以往的工作過程中，溫淼文直言做科研并不是一帆風順。因為是基礎性研究，很多籌備工作需要考量課題新不新穎、實不實際，以及自己有沒有能力做。在具備這些要素的前提下，每一步的成功也難能可貴。“壓力大部分是自己給自己的，有了新的追求，就會在平時多給自己提要求。迷茫的時候，就會勸自己不要浮躁，擺正心態總會找到出路的。”

這份積極的心態，他不光用在對抗壓力上，還滲透到產業化研究、育人的方方面面。溫淼文認為，通信技術的最大價值應該是將理論轉化為實際，做到真正的方便于民、服務大眾，以最低的成本達到高效益。然而，現實往往是市場環境需求與理論技術、通信設備等之間存在“時差”，理論成果能否盡快被社會采用不是一方因素能夠左右的。“通信理論研究通常具有前瞻性，是探索的過程。”對于行業內很多技術都沒有實際應用這一境況，溫淼文并不沮喪，認為承擔通信系統研究的中間環節，他們只有做好當下的研究才能為未來無線通信提供更多的可能性。

科學研究的可能性在于不斷探索，還在于傳承與創新，而教育正是這兩者的載體。溫淼文熱切地表示了自己對于教師職業的喜愛，表達了對于團隊協作的感謝。“很多成果和殊榮都離不開團隊的大力支持和信任。我作為后輩加入團隊后，幾個大教授陸續將名下的多個學生交由我協助指導，這些學生兩年后又形成了新的科研力量。”在這個良態的循環中，幾年間，溫淼文的小團隊迅速構建，吸納了7名博士生、5名碩士生。并且，團隊內“傳幫帶”的可持續發展結構，促使更多的學生積極深造，成為學術界、企業的攻堅力量。“我希望他們能夠‘老人’幫助‘新人’，每個人都能無私地分享成果。同時，我也尊重他們的興趣。他們想法成熟可以提出自己的研究方向，也可以跟著團隊的研究步伐，但前提是成員間的工作要互相了解，視野要擴寬，基礎要牢靠。”

對于未來的布局，溫淼文表示首要任務是完成課題攻關，在盡可能不受外界影響的情況下，將工作有序推進。他說，科研工作目前占據了他生活的重心，但自己還是會盡可能抽時間陪陪家人、做些運動。在他看來，科學研究是一項長遠的事業，對于“長遠”的堅持和愿景，他希望自己能夠做些前人沒有想到的工作，“我希望很多年后，別人提起我的名字時，聯想到的是一項中國的原創技術”。