在无线通信世界里信步的女孩
——访上海无线通信研究中心副研究员周婷博士
中国通信学会学术工作委员会主任委员张英海先生为第五届青年工作委员会委员周婷颁发证书
在通常的认知中,人们不太会把一个文静、看似柔弱的女子与无线通信、电子工程等一些大型技术、工程项目牵连起来。所以当我走进2017年入选启明星周婷的世界,参加了周婷所在的上海无线通信研究中心等承办的第四届中国信息通信测试技术大会,从一个旁观者角度目睹周婷和她的同事为这次会议的顺利举办付出的努力时,我也是惊讶中逐渐适应和理解,并在这两者之间画上等号。时代不同了,今天几乎所有以往认为男性更适合或擅长的工作领域,尤其是智力程度要求高的岗位,女性都已进入其中,而且有时她们干得更好。以下是周婷的故事。
周婷出生于广东汕头,其父那时是在海南岛服役的军人,故周婷出生后不久就随外公外婆、妈妈一起在广东肇庆生活。这样的环境使得周婷从小就比较自立,不会太多地依恋父母(周婷说这一点和她妈妈很像)。周婷五年级时,父亲转业想把她带到汕头,但那时周婷已有主见,觉得自己的语言、朋友圈已经不大适应离开肇庆了,这样就在肇庆一直呆到高考。关于自己的这种自立性格,周婷说了一件事。小学二三年级时,大人们玩笑时问她将来大学要考什么学校,她说要考清华大学。周婷说这个是受了外公影响,他说过清华大学是中国最好的理工科学校。周婷读书后数学好,于是就有了日后考清华的志向。尽管童言无忌,但“要考清华大学”一说传开后还是受到周围大小朋友们的嘲讽,说周婷想报考的是青山学校(当地一所特殊学校)。这种玩笑中的轻慢令周婷印象深刻,也在很大程度上激发了小周婷的斗志:我就是要考清华大学。
周婷的小学中学都是在外公外婆工作的大型采矿企业所办的子弟学校念的,这里的中学历史上最好的高考录取学校是中山大学。在很一般的学校,也没有补习班,周婷的学习方法就靠自己摸索。基本上高二开始类似湖北黄冈出的模拟卷出一本她就买一本,买来就自己做。高考前的模拟摸底考她是全市第一。高考前填报志愿她就填了两所,第一志愿清华,报了电子工程、计算机、自动化系等五个专业,第二志愿中山大学,填了电子工程和计算机两个专业。班主任见了对她说你这个风险太大了,周婷表示考不上清华复读一年也要考。结果,周婷如愿考进清华,并以第一志愿被电子工程系录取。她的分数全省排名第三,对周婷来说其实就是正常发挥,只有语文、英语是超常发挥。
本科生阶段,虽然身处清华,但周婷觉得像自己这样从小地方出来的人与大城市的人相比眼界还是有限。有两件事对周婷触动很大。第一件事,刚上本科时有一个香港大学、香港科技大学招交换生的机会,毕业时颁发的是港大文凭。当时基本上只要申请就能上。但是周婷注意到很多如她那样来自小地方的学生(包括一些省状元等尖子生)大都没有选择这样的机会,基本上是那些从大城市来的学生作了选择。周婷说事后(工作后)回想,去香港这样一个国际化程度更高的地方念书对一个日后从事科研的年轻人来讲其实会带来更多的帮助和机会。还有一件事,清华本科毕业生中成绩最好的那部分学生大都选择去美国念博士,而周婷当时对出国念博士并没有特别的追求,虽然也跟风考了GRE、托福。正好当时(2003 年)“非典”封校,于是她就给自己一个直硕的理由。“其实还是内心深处没有更高的追求,没有追求就没有动力。回过头来看,这批有这样经历的同学,甚至比我小的师弟师妹现在在科研上相对来说更容易脱颖而出。差距在两个方面,学术是讲圈子的,在某一类顶级期刊上是有一批人的,在国外就读就有这样的人脉,你的科研工作就能更快得到发表;第二个你出去待了几年后在非母语的英语的使用上会更加自如。”
周婷在清华的硕士阶段仍然在电子工程系通信专业。那一年学校搞改革,优秀的学生可以两年毕业,周婷说她赚到了一年(这个政策实行不久就无疾而终了)。小周的论文工作正好和她的导师王京教授承接的涉及信道编码的课题有关,即通过编码来保证信号能无误地解读出来,当时这个总课题列为国家863计划,周婷协助导师做的是传输算法和硬件实现的工作。因想着提前一年毕业,小周可以说是拼命干,因为心里有目标,所以也不觉得累。
2006年毕业时,周婷打听到上海市科委下属的一家法人事业单位——上海无线通信研究中心正在招人,觉得自己条件合适,也是觉得上海这样的大城市机会更多,所以就加盟了上海无线通信研究中心。中心那时刚起步,但已有建成无线通信领域国家队的雄心,瞄准的目标是诺基亚。尽管在经费投入上无法和当时每年在研发上投入上千万美元的诺基亚相比,但中心瞄准了与4G手机密切相关的核心专利,周婷进中心不久就参加了这一团队。作为项目组成员,2007年3月周婷受派到芬兰诺基亚总部标准化部门从事LTE预研与标准化工作,这段经历让小周受到了系统培训,也实际感受到了手机研发巨头在研究方法上的领先和对标准的追求。
回来后的3年多时间里,周婷基本上以做项目为主,产出专利很多,而且都是经过诺基亚评估后同意申请的国际专利。在诺基亚体系内,一名专职的标准化工程师平均每年通过其专利评估委员会认定具有专利价值的研究成果是两项,因此这种经评审通过的专利报告其价值相当于在国际核心期刊发表论文。在这样的课题研究和专利产出的同时,周婷还“捎带着”完成了在职博士的研读。周婷的博士导师是时任中科院上海微系统与信息技术研究所所长封松林教授。因为职业的缘故,我有幸认识封教授,知道他为人虽很随和,但对专业和学术上的事绝对是顶真的,要从他那里拿到博士学位绝非易事。在职读博的种种不易小周没有说起,但我想以她在中心工作几年取得成绩来看,这些对她都不会是问题。
2011年以后,周婷出任上海无线通信研究中心的科研管理部部长,更多参与并承担国家大型项目的策划和具体落地的业务工作,从项目实施的思路到项目书的落笔撰写、组织队伍到一一落地。譬如由上海无线通信研究中心牵头、工业和信息化部电信研究院(现更名为中国信息通信研究院)、上海中兴软件有限责任公司、电信科学技术研究院等多家单位联合承担的国家科技重大专项——宽带无线移动通信网(又称国家03专项)——无线创新技术试验平台课题,国家和上海市共投入9 000多万。周婷和科管部的同事从项目书的撰写,到所有参与单位的一一沟通落实,这个历时3年的项目最终得以顺利通过。小周说整个过程虽然付出心力很多,但收获更多。上海无线通信研究中心在圈内的学术号召力赢得认可,一个佐证是2013年起创办的中国信息通信测试技术大会,连续四年在上海举行,这是我国信息通信领域唯一专注于测试技术的全国性学术会议。上周就在上海无线通信研究中心所在的上海科技大学举办了第四届大会,我作为会议的旁观者目睹了周婷和她的同事们为会议的付出及她的活动和组织能力。
说起自己下一步的研究规划,周婷坦言工作4~5年后一旦到了瓶颈就想怎么来突破。从科研到管理,从做代码到策划,到现在想在科研上能更自主地去做有挑战的东西,把积累的能量释放出来,“这和在企业做了几年想创业的感受很相似。”小周透露她很快就要调到上海科大对面的中科院上海高等研究院工作,“还是在原先的领域里,是和几位志同道合的朋友组建一个短小精干的团队做一些有意思、有产业化前景的东西。”
说话间,小周就带我到马路对面的高研院她的试验团队工作的地方去看看。尽管已近下班时间,但我看到机房里、试验场地好几位年轻人都还在岗位上忙碌。小周介绍他们这个团队正在做的事情有些是承担国家未来无线通信发展的某个关键瓶颈技术的攻关课题,或者满足社会和用户提出的应用需求。周婷举了一个例子,现在大型综艺活动或者大型文体活动的电视转播通常都要求从活动现场到转播车敷设临时电缆,需要配备庞大的装备、人员。周婷他们正在做的一件事就是希望能为此类大型活动的视频转播大大减负,不需要再敷设临时电缆等,只需要一套他们自行研发的3D摄像无线中继传输系统(包含发射机、中继节点和接收机,每个设备尺寸只有一个公文包大小)就能完成实时3D视频的无线传输与直播。
除了这些为满足社会需求提供技术上解决方案的所谓“立地”类的项目,周婷这几年在做的(包括这次的启明星课题)还有一类是所谓的“顶天”课题,也就是最前沿的学术研究,例如5G通信、气象与通信交叉学科的大气波导研究等。见我有兴趣,周婷提供了大气波导干扰与大气波导通信这方面课题的文字介绍:
人们在利用雷达进行探测时,经常会发现一些电磁波的异常传播现象。其中一种显著的现象是:在一定的气象条件下,在大气边界层尤其是在近地层中传播的电磁波,受大气折射的影响,其传播轨迹弯向地面,当曲率超过地球表面曲率时,电磁波会部分地被陷获在一定厚度的大气薄层内,就像电磁波在金属波导管中传播一样,这种现象称为电磁波的大气波导传播,形成波导传播的大气薄层称为大气波导层。大气波导层是低空大气中的一个水平层,在该波导层中电磁波的折射率与高度成负梯度,也就是说在这个平层内的电磁信号会受到牵引,会在波导层的边界之内传播,这与它们在正常环境下传播相比衰减率会降低。
在大气波导存在的情况下,目前商用的4G(TDLTE)网络中,来自远端超过了系统保护距离的基站的下行信号会传播的更远,从而干扰本地基站的上行信号。业内把这种由大气波导引起的干扰称为ADI(Atmospheric Duct Interference,大气波导干扰)。ADI的存在严重影响到了TD-LTE网络的性能。由中国移动江苏分公司提供的徐州地区的真实数据清晰提示,在ADI存在的情况下,整个徐州市27.6%的基站收到的上行干扰超过-90dBm,这些干扰完全淹没了有用的信号并阻碍了整个小区的通信。所以,ADI问题急需被系统分析与解决,这是目前无线移动通信学术界最前沿的研究之一。
但从另一角度,因为大气波导层的存在,使得电磁波传播损耗小,传播距离能够长达二三百公里。因此如何利用大气波导现象实现超远距离的无线电传输,将可能实现远洋通信和超远距离无人机导航控制,加快这方面的研究、搞清其机制无疑对未来通信的发展具有前瞻的战略意义。
入职10年,周婷已申请国内外发明专利47件,其中国际发明专利23件,授权发明专利17件,其中1件MAC协议头结构专利被写入3GPP LTE国际标准,成为基础必要专利;上述专利至少有一项已应用于中兴通讯LTE小基站产品并获得显著经济效益;另外作为我国4G标准化工作的提案代表,周婷成功推进了个人7篇、团队24篇技术提案被我国4G技术工作组采纳并写入我国第四代移动通信标准技术框架。周婷先后主持和参与了国家科技部、工信部、自然基金委、上海市科委及诺基亚、诺基亚西门子、瑞萨移动等通信外企国际合作等科研项目近20项,项目经费合计超过1亿元;已发表SCI/EI论文17篇,参与编著专著3本。除了入选上海市青年科技启明星A类科技人才计划,周婷还入选了中国科学院青年创新促进会会员以及中国通信学会青年工作委员会第五届委员。特别是后者,全国信息通信领域仅49名40周岁以下顶尖青年科研工作者入选,连清华、北大、北邮、东南、上海交大等高校仅2人入选,周婷是中科院系统唯一入选的青年科学家。
以上这些数据或许只能表征到现在为止周婷的工作绩效,未来的周婷一定会带给我们更多的惊喜,带给无线通信世界更多的精彩。
[江世亮采写于2017.6.21]