陈巍:为移动互联之梦“开疆拓土”

记者 王 蕾

   

图为陈巍在首届全国高校青年教师教学竞赛现场。

   陈巍,网络通信与信息论领域专家,清华大学80后教授、博导,全国五一劳动奖章获得者,北京市优秀教师。973青年科学专题项目首席科学家。

  2002年,以清华大学工业工程系第一名的成绩被交叉保送到电子系直读博士,随后作为访问学生在香港科技大学进行联合培养。2009年,获IEEE马可尼论文奖,这是该奖首次授予在中国及亚太区工作的学者,2011年,获IEEE通信学会亚太区最杰出青年学者奖。2012年,31岁的陈巍破格晋升为清华大学正教授。2014年,获第十四届霍英东高校青年教师奖一等奖。

  “电话再甜美,传真再安慰,也不足以应付不能拥抱你的遥远。”天各一方的男女为爱传唱的这几句歌词,却被陈巍笑着解释为“频谱带宽不够,所以只能闻其声、观其字!”

  “如果能够发掘足够的频谱,那么无线网络就能随时、随地的提供高清视频交互、三维视频甚至虚拟现实交互,从而做到观其貌、触其形。”他进一步解释道:“频谱生,天涯咫尺;频谱灭,咫尺天涯。我们的任务,就是要通过在不同的维度上重复利用频谱,实现其再生,为无线网络提供更宽的信息传输之路。”

  在清华大学电子工程馆,陈巍向笔者介绍起他的最新研究方向,语言生动形象而不失严谨。很难想象,眼前这位戴着无框眼镜、一身时尚装扮的80后,是一位在无线通信与信息论领域屡获国内外奖项的科学家、目前清华最年轻的正教授。不久前,他刚刚入选国家中青年科技创新领军人才计划,被媒体和业界誉为“一颗冉冉升起的新星”。

“拓展维度”破解频谱效率瓶颈魔咒

  陈巍和他的团队,始终瞄准无线通信急需突破频谱效率极限的瓶颈,实现持续扩容增速的这一世界性难题,矢志为架设移动互联之路开疆拓土。

  他破解无线魔咒的思路很简单也很直接,就是要想尽办法拓展频谱重复利用的维度。“拓维可以从两方面进行,一个是空间维度,一个是时间维度。”陈巍说。

  如何理解无线资源重复利用在空间维度的拓展?陈巍解释道:“修路的地方太窄,我们就修好几层上下叠在一起的高架路,用平面之外的第三个维度拓宽信息通路。”因此,他提出了一种创新的网络构架——“密集立体覆盖”。基于这个直观而大胆的想法,陈巍主持了全国首届、清华首个973青年科学家专题项目“密集立体覆盖移动通信的基础理论与方法”。

  在时间维度的层面,陈巍则提出了一种创新服务机制——“虚拟实时服务”。“白天公路上车太多,我们就干脆让一部分车提前开出去,凌晨就上路,用负时间轴上的空闲资源降低网络塞车。”对这一思路的探索被国家自然科学基金优秀青年基金立项资助。

  这些前沿探索并不是束之高阁的理论求索,而是植根国家需求,与人民生活息息相关。“我国人口众多而土地短缺,城市化进程将催生大量高层建筑,尤其适合密集立体覆盖;而中华民族密切的亲情和友情模式,导致人们更容易产生共同感兴趣的热门话题,从而特别适合通过社交网络预测用户的业务需求,在凌晨预先推送。”陈巍说。

  谈及他所钟爱的事业,陈巍显得神采奕奕。他说:“我们的终极目标,是为移动互联网提供更高速、更便捷、更实时、更安全、更可信、更无所不在,以及价格更低廉的信息接入基础构架,使人们充分享受信息科技带来的巨大改变。”

“大协同”整体思维贯穿研究之路

  作为北京市和清华大学的优秀毕业生,陈巍早在学生时代就受到了广泛关注,这种关注随着他任教后累累硕果的产出持续不减。鉴于他通过“跨层”解决协同通信和网络信息论方面的杰出贡献,陈巍先后获得了无线通信领域最重要的学术奖项——马可尼论文奖,通信领域重要的青年成就奖——IEEE通信学会亚太最杰出青年学者奖。

图为2009年陈巍获得IEEE马可尼论文奖。

  “信息处理、资源管理在无线网络往往被认为是独立的。在本科学习中所积累的运筹学知识,使我能通透的看待资源管理,而进入电子系交叉学科培养后,又对其学科重点——信息处理产生了浓厚的兴趣。适逢无线通信的单链路信息处理发展碰到了瓶颈,于是我就想,能否将这两个方向结合起来做,‘跨层协同’由此进入我的视野。”陈巍如是说。

  另一项成果中,陈巍把对于通信干扰的处理和对通信链路的分配巧妙地结合了起来,在消除干扰的同时节省了链路,一箭双雕。为此,陈巍收获了通信领域旗舰会议——IEEE(国际电气和电子工程协会)国际通信大会最佳论文奖。其后的多项IEEE最佳论文奖,也都可溯源于“协同思想”。

  在最新研究中,陈巍将跨层协同,即多层协同发展了到多元协同。他注意到,随着手机的处理器越来越快,内存越来越大,应该让它们把多余的能力贡献出来,帮助拓宽无线信息通路,这正是计算单元、存储单元和通信单元之间的多元大协同。“所谓站在巨人之肩,我们就是要把信息网络协同的层次、范围和尺度拉上去。”

  如陈巍所言,“大协同”的整体思维,可以追溯至他刚迈入大学校门就受到的培养和训练。他笑言,自己本科四年读了三个系——从入学伊始的精仪系,到院系调整之后的工业工程系,再以工业工程系第一名的成绩被保送到电子系直读博士。清华交叉学科的培养机制与电子系广纳人才的胸怀,让他得以在广泛涉猎数学、物理及其工程应用知识的基础上,开展网络通信的专项研究。信息论、运筹学、光机电算一体化,这些分属不同院系的专门知识“协同武装”了他的头脑,交织成一种特有的学术审美观和研究风格。“通过学科交叉,特别是运筹学的学习,很好的锻炼了我的系统思维和规划能力,后来做通信课题时,很自然地会去寻求一个统一而简洁的整体框架和长远部署。”

“国家需求”成就清华首位80后教授

  目前的陈巍,担任了清华电子工程系教委会主任、中国通信学会青工委副主任、IEEE无线通信快报编委,及多次重要国际学术会议的技术委员会主席……而他坦言,履历中的诸多头衔中,自己最喜欢的还是“大学教师、博士生导师”。

  2012年,年仅31岁的陈巍破格晋升为清华大学首位80后正教授。当笔者好奇的询问背后的“捷径”时,陈巍认真的回答:“科学研究是没有什么捷径可走的,但是在选择课题上却可以少走弯路——始终将国家战略需求和社会价值取向放在心中,是科学家在事业上有所建树的前提条件。”

  去年“五四”,陈巍作为80后的代表,和王蒙、梁晓声等知名作家一起应邀撰写“青春逐梦”同题作文——“共和国50岁生日的早上,我在欢庆游行的教育方阵中,和同学们一起挥舞着红旗,奋力欢呼着走过天安门广场。……那一年我18岁,第一次感觉和祖国的心脏贴的那么近。”

  评上教授以后,陈巍刻意远离“小富即安”到退休的安逸状态,他憧憬着、践行着为了国家、清华的荣誉孜孜不倦地“折腾”。“作为顶级学府的教授,国家提供了最优质的资源,如果放弃奋斗,得过且过,情何以堪?所以,我肯定选择这样的人生——把个人利益抛开,扎扎实实做些意义、有影响的事情。” 陈巍进而说:“年轻一代学者,要如拓土开疆的将军,‘背对繁华,面向强敌’。这个强敌,可能是人类科学的未知,也可能是国家急需的攻关,而繁华,是名、是利,从未有一个学者因繁华而被历史记住。”

  陈巍常常告诫自己的学生:现在面临的竞争是国际化竞争,谁在背后全力支撑,提供好的平台?答案只有一个——国家。只有科学家自己的祖国,才能放心将真实的重大需求、系统的研究场景、全局的发展规划展示给他,使之“上大舞台、入大主流、干大事业”。青年学者只有将研究方向与国家需求结合起来,才能在社会范畴产生广泛而深远的影响力,真正做到世界一流!

  延伸阅读

  “非典型”理工科男

  陈巍是一枚“非典型”理工科男。生活中,他爱好历史,喜欢宋词,最近,又迷上了古典韵味十足的写意山水、工笔花鸟;课堂上,他则在抽象的理论讲述中加入形象思维,帮助同学们把问题理解得更深入。

  年纪轻轻,硕果满怀,又如此文理兼修,着实令师生眼中的“大牛”陈巍更富传奇色彩。他如何谱写了一曲五彩斑斓的青春之歌?

  也许是凭着天资聪颖,陈巍在求学伊始可谓顺风顺水,“甚至考上清华之前都没下太大工夫。”但是,随着研究工作的步步深入,当作为探索者走出人类知识疆界边缘,感受到雄奇瑰丽的科学之美时,当作为中国专家参与国际竞争,感受到先天下之忧而忧的责任之重时,陈巍逐渐意识到勤奋的重要。

  和勤奋一样重要的,是内心的坚守与执着。陈巍不止一次地问学生,如果兔子不打盹,乌龟还会继续赛跑吗?这个问题背后的逻辑是,如何定义“胜利”,感悟“青春”——“青春是一种无论顺境逆境,无论庙堂之高还是江湖之远,都保持理想不灭、信念长存的状态;青春是一种感悟绚烂人生,拥抱真理,升华思想,强健体魄的美好体验。”陈巍这样寄语同学们。

清华新闻网6月11日电

编辑:襄桦

2014年06月11日 09:12:16  清华新闻网

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