心系科研酬壮志 翱翔晴空获硕果——记国家“青年千人计划”入选者、香港中文大学(深圳)张纵辉教授

文/肖延胜 王永梅

心系科研酬壮志翱翔晴空获硕果——记国家“青年千人计划”入选者、香港中文大学(深圳)张纵辉教授

文/肖延胜 王永梅

随着科技的发展，通信系统的波束成形技术、秘密通信技术与智能电网的先进电源管理技术等已经提上研究日程，这也是我国众多科研工作者热切关注的焦点问题。在我国科研领域就有这样一位奋勇前进的探索者。

他，就是香港中文大学(深圳)教授张纵辉。十余年来，他致力于通信系统、智能电网与机器学习中的关键信号处理与优化方法的研究，在“绿色智能通信”“绿色智能电网”等研究方面获得了令人瞩目的科研成果，为祖国的科研事业做出了杰出的贡献。

立志科研　 重视合作

1999年9月-2008年7月，张纵辉先后就读于台湾清华大学电机工程专业和台湾清华大学通讯工程专业。2006年9月-2015年2月，他先后美国在明尼苏达大学双城分校、台湾清华大学、美国加州大学戴维斯分校、台湾科技大学、香港中文大学(深圳)从事科研工作。

2015年8月，张纵辉任职于香港中文大学(深圳)理工学院。2012年8月-2015年7月，他在台湾科技大学电子工程系担任助理教授。他曾是美国密尼苏达大学双城分校、香港中文大学、北京交通大学与西安电子科技大学的访问学者。

张纵辉对通信系统、智能电网与机器学习中的关键信号处理与优化方法充满了浓厚的兴趣，他的热情也表现在他平时的点滴工作中。在台湾与美国工作期间，张纵辉一直从事通信系统与智能电网的关键信号处理与优化技术研究。他尤其重视合作与交流。他所依托的香港中文大学（深圳）与深圳市大数据研究院拥有广阔的实验室空间和实力雄厚的科研团队。张纵辉与国际顶尖优化专家 Prof. Zhi-Quan Luo，斯坦福大学的 Prof. Yinyu Ye及 Prof. Stephen Boyd等著名学者紧密合作，促进了科研工作的交流，也极大地提高了张纵辉的科研能力。

张纵辉教授（中间）摄于2015年IEEE年度信号处理大会☒(ICASSP)。左右分别为香港中文大学（沙田）苏文藻教授与马荣健教授。

勇于创新　坚持不懈

科研需要不断的创新，成果才能层出不穷。张纵辉在担任了两项台湾科技部门关于智能电网电源管理技术与下一代通信系统信号处理技术的科研项目主持人后，经过艰辛的努力和奋斗，终于在下一代通信系统的波束成形技术、秘密通信技术与智能电网的先进电源管理技术等方面取得了多项创新性研究成果。

这首先表现在下一代通信系统的波束成形技术方面。作为未来第五代(5G)通信系统中的重要技术，波束成形技术在大规模多输入多输出的技术架构下，将能消除多用户干扰，同时提升通信能量效率。因此基站波束成形的设计优劣将根本性地决定5G移动通信系统的传输速率与能量效率。而鲁棒性的波束成形设计一直是悬而未决的问题。对此，张纵辉提出了关键的理论基础，这样NP-hard的设计问题得以有效地取得近似最优解，张纵辉科研团队成功地应用凸优化理论研发能够克服下行信道状态量化误差的鲁棒波束成形技术，与传统的技术相比，具有极大的前瞻性。

张纵辉的科研创新还表现在秘密通信技术方面。作为无线通信系统的一个新兴研究方向，秘密通信技术目标为利用物理层的信道特征强化通信数据的安全性。张纵辉科研团队发展了多个开创性的技术。首先，他们与香港中文大学 Prof. Wing-Kin Ma成功利用凸优化理论开发人工噪声信号的优化算法，把科研方向引向一个全新的领域。

张纵辉还提出了一种新颖的通道状态训练机制，可以避免恶意窃听者获知其信道信息，从源头处杜绝不法者窃取任何信息数据。这是我国首个利用信道训练过程来强化通信安全的创新技术。

实践应用　降低成本

坚持不懈、勇于进取的张纵辉，在取得科研成功的同时，也更加坚定了长期从事科研的决心。

张纵辉在大规模分布式优化算法与其在智能电网的应用方面有自己独到的见解。因为电网的能源管理涉及海量的客户端，分布式的电源管理技术是智能电网中最主要的技术，先进的大规模分布式优化算法将作为发展的核心手段。张纵辉作为大规模分布式优化算法与电源管理技术的专家，于2011年参与了美国加州大学戴维斯分校 Prof. Anna Scaglione主持有关智能电网的美国能源部项目，使以马尔可夫链模型为基础的新颖分布式算法得到了合作发展，用于有效地管理可推迟式负载的用电。他还发展了一种新颖的原始-对偶扰动次梯度并行分布式算法，这种方法被广泛应用于大规模的电源管理控制问题。

2013年，张纵辉主持了关于智能电网分布式电源管理技术的三年科研项目，利用优化理论中的交替方向乘子法开发出实时的、能快速收敛的分布式电源管理算法。这种方法为不需要集中式的控制中心，以一种完全分布式的方式进行实时电源管理，可以实现较简单的通信网路，这样就使建构智能电网的成本大大降低。

心怀梦想　获得殊荣

奋战在科研领域的张纵辉在“绿色智能通信”“绿色智能电网”“大规模分布式优化算法”等方向的研究取得了长足的进展。他还十分重视人才的培养。在科研中，他着重培养适合出前瞻通信系统、智能网络、大数据分析、大规模并行算法开发、并行计算平台软硬件建置能力的有用人才，为国内相关产业提供服务。

在多年的科研实线中，他先后主持或参加了台湾科技部新进人员研究计划“稳健性多用户波束成形设计: 近似方法、性能分析与分布式优化” 以及“台湾科技部一般型研究计划”、“全双工-云无线接入网的资源配置与大规模优化方法研究”等多项科研项目。

张纵辉在学术方面也取得了突出的成就。他撰写了38篇期刊论文、50篇会议论文、5篇书籍章节，为我国的科研提供了鲜明的指导。

对科研的杰出贡献使张纵辉获得了许多殊荣。2003-2006年，他曾先后获得台湾清华大学通信工程研究所入学奖学金、台湾清华大学通信工程研究所优秀学生奖学金、台湾清华大学校长奖学金、台湾教育主管部门菁英计划奖学金、台湾杰出人才基金会奖学金。2014年，他获得台湾科技大学年轻学者研究奖。2015年，获得IEEE通信学会亚太区杰出年轻学者奖。2016年，他入选国家中组部第十二批“千人计划”青年人才。

现在，张纵辉担任信号处理权威期刊IEEE Transactions on Signal Processing与IEEE Transactions on Signal and Information Processing over Networks的副主编，并任国际会议出版联合主席、分会主席与会议主席、国际学术会议特邀演讲者与教程演讲者、国际会议技术议程委员会成员。

专注于科研领域，立足基础科研，着眼通信系统、智能网络、大数据分析等科学研究，张纵辉一如既往地追逐着前沿科学，与他人加强紧密的合作与广泛的交流，希望为我国的科研事业尽心尽力，拥有全新的科学发现，更好地服务于社会，服务于人类。