从2G到5G，创新无止境

张平教授带领团队教师开展科学研究工作

　　我国移动通信产业经历了2G追赶、3G突破、4G并跑、5G主导的发展历程，在全球5G研发、标准化制定和产业规模应用等方面逐步实现了突破性的领先。近二十年中国通信行业的飞速发展离不开通信信息领域科研工作者的艰苦奋斗。在北京邮电大学，在这个素有“信息黄埔”之美誉的校园里，有这样一个团队，它是北邮学子们魂牵梦绕的科研殿堂，也是北邮通信领域人才培养久负盛名的教师团队，那就是信息与通信工程学院无线新技术研究所（Wireless Technology Innovation ,简称 WTI）团队。在国家教育部组织开展的“全国高校黄大年式教师团队”创建活动中，由张平教授领衔的WTI教师团队成功入选首批“全国高校黄大年式教师团队”。

　　张平教授在我国移动通信领域有重大建树，他带领的WTI团队紧密围绕国家重大发展战略需求，长期致力于移动通信先进技术研发并推动国际标准化进程。历经二十余载的科研探索，WTI团队积淀了深厚的研发基础，为我国移动通信技术的自主创新和跨越式发展，特别是TDD技术的产业化和标准化作出了开创性贡献。在张平教授带领下，WTI团队发展成为了一支结构合理、实力雄厚、敢打硬仗，具有浓厚的“求实、创新、敬业、乐群”学术氛围与强大凝聚力的教师团队，形成了完善的人才培养模式和健全的以老中青传帮带为核心的团队建设机制。团队始终秉持严谨务实、艰苦奋斗、团结协作精神，在教书育人、科研创新、社会服务等方面成绩斐然，享有很高社会声誉和广泛影响力。

　　一、春风化雨，教书育人

　　WTI团队十分注重人才培养，张平教授总是说：“将学到的知识传给更多的人，是实现我人生价值的最好途径”。团队培养了众多优秀研究生，平均每年有多名博士和硕士获国家奖学金，多名研究生获得国际会议最佳论文奖。团队学生在各项竞赛中表现十分突出，在第九届和第十届全国研究生数学建模比赛中获得特等奖、一等奖、二等奖等优异成绩。结合团队在无线通信领域的前沿技术进展，教师们指导本科生参加大学生创新创业大赛、美国大学生数学建模竞赛、全国电子设计大赛等，获得多项一等奖、二等奖等奖项。同时，团队鼓励学生留学深造，紧跟国际前沿科技，培养的多名硕士生被美国斯坦福大学、南加州大学、UCLA等著名大学录取。在张平教授培养的学生中，涌现出了2名国家杰出青年科学基金获得者、1名国家自然科学基金优秀青年科学基金获得者和2名科技领军人才。张平教授及其学生获得国家科技进步一等奖1次、二等奖2次、国家技术发明二等奖2次等重大国家级奖励。

　　为了让学生和公众更好地了解通信学科的发展历程，张平教授和田辉教授参与撰写了《中国通信学科史》中无线及移动通信、中国通信学科教育发展部分。在撰写过程中，两位教授和编写组成员克服困难，进行了大量资料收集、调研、采访和提炼工作，先后收集了400万字资料，开展了上百次调研活动，采访了100多位专家、学者，初稿完成后反复征求各方意见，收集意见近500条。期间两位教授经常为了一个哪怕很小知识点争论到深夜直至确保内容无误，可见他们治学之严谨。该书是我国第一部通信学科史，填补了中国通信学科历史的研究空白。

　　依托开设课程和科研实践，团队教师编写了7部高质量的著作和教材，其中田辉教授主编《微机原理与接口技术》是国家“十二五”规划教材、教育部高等学校电子电气基础课程教学指导委员会推荐教材。刘宝玲教授负责的“电子电路基础”课程是北京市级精品课程，刘培植教授和邓钢副教授等完成的教学改革成果“创建实时互动信息平台实现电路系列课程辅助教学及创新人才培养”获2013年北京市教学成果奖二等奖，刘宝玲、刘培植和田辉教授先后获得北京市教学名师奖。

　　二、勇于创新，科研报国

　　WTI团队面向国家网络强国等重大战略需求，秉承科技报国理念，为推动我国无线通信领域发展作出了重要贡献：在2G时代，研究并开发了移动通信系统IS-95；在3G时代，专注于TD-SCDMA标准制定、终端测试仪研制，为具有我国自主知识产权的TD-SCDMA系统商用作出了卓越贡献，获得国家科学技术进步奖一等奖；在4G时代，提出群小区理论，研制4G原型机，参与ITU、3GPP等国际标准制定。团队在5G移动通信理论及关键技术方面取得了一些具有国际水准的研究成果：建立多场景下高频段三维空间参数化信道模型，形成3GPP TR 38.900和ITU-R IMT-2020信道模型国际标准；提出了高密度异构网络融合协作和无线网络虚拟化机制，完善了无线网络传输安全理论与技术。

　　1.开拓创新，锐意进取

　　1997年，当时TD-SCDMA标准制定并不被学术界看好，多数学者对此持怀疑态度。因为在2G时代，中国只是看懂和学会使用别人制定的标准，国际标准从来都是外国人的天下，自主制定标准成本高、难度大，无法预知的结果以及漫长艰辛的研究过程使得许多研究团队望而却步。然而张平教授临危受命，毫不犹豫地带领团队加入到TD-SCDMA标准制定中，历经艰苦卓绝的拼搏，最终取得突破性进展。在3G向4G演进过程中，WTI团队率先在国内开展4G TDD系统架构设计和关键技术研究，在后向兼容TD-SCDMA系统基础上，发明了原创的TDD-OFDM-MIMO（时分双工-正交频分多址-多入多出）技术和离散导频方法，设计了满足4G要求的TDD帧结构，解决了无线传输的基本格式问题。团队联合大唐等国内企业在激烈的技术角逐中击败了欧美等国提案，研究成果被采纳为4G国际标准，为我国基础技术创新登上国际舞台提供了范例。

　　2001年，针对宽带无线通信移动化难题，WTI团队提出了群小区协作组网架构，发明了滑动切换方法，解决了传统小区架构频繁切换的问题。该成果作为4G组网的核心技术被纳入4G TD-LTE国际标准，已应用在中国移动4G商用网络中，促进了TDD制式在国际范围内的商用，目前全球已有多个国家和地区采用了中国主导的4G TD-LTE国际标准。

　　2006年，WTI团队在国内首次研制出无线传输速率达到122Mbps的4G TDD试验系统，并搭建了试验网，打通了我国第一个4G电话。试验系统与试验网的指标超过当时4G规定的100Mbps无线传输能力，有力地打破了西方国家对TDD不能独立组网的偏见。

　　2009年12月，张平教授团队再次实现突破，在122Mbps 4G试验系统基础上，解决了1Gbps无线通信系统设计、全链路关键技术、组网技术等诸多难题，完成了世界首个点对多点速率达1Gbps的TDD无线传输系统及试验网，达到ITU对4G系统的最高传输速率需求，标志着我国在无线通信领域的技术研发实力位居世界前列。

　　2.脚踏实地，引领前沿

　　WTI团队研制了我国第一台4G手机试验样机。张平教授带领团队瞄准基础性问题，开展了宽带多天线系统的信道传播的测量和建模工作。结合实验验证系统，搭建了可靠的测量平台，可支持高采样率（200M样本/秒）、多天线间灵活切换、发送和接收机精确同步等先进功能。该平台的成功研制使我国成为世界上少数拥有此水平测量平台的国家之一。团队还完成了针对典型部署（2GHz-6GHz）频段和高频段（6GHz-15GHz）的多种场景（包括室内/室外、局部热点、网络协同、中继通信、分布式天线通信等）以及上百条路线的电波传播特性的测量实验，形成了宝贵的海量实测数据库，成为当时世界上最权威、最丰富的测试数据库之一。

　　WTI团队进一步在保证精确度的同时尽可能降低复杂度，建立了五种典型应用场景的空-时-频多维信道模型。上述成果提交至国际标准化组织后，获得了国际同行的一致认可，实现了我国在无线信道建模领域“零”的突破，扭转了我国基于外国信道模型研发新技术的被动局面。相应成果也已在业界广泛应用，成为4G技术研发的基础信道模型，被ITU、IEEE等国际标准化组织接纳提案36篇，形成ITU-R M. 2225、ITU-R M. 2242及IEEE DySPAN-SC P1900. 6a等3项国际标准，以及ITU RA-12第58号决议、WRC-12 第205号、第224号和第749号决议。

　　WTI团队提出了2G/3G/4G/WIFI多模动态网络模型，实现了对真实无线网络的模拟；发明了用于工程实现的创新技术，实现了可重构的通信测试仪器平台，为多模终端的测试提供了基础；提出了高效、精确的测试方法，解决了大动态、高速信号测试与测量难题，可满足多模手机各种无线性能指标的测试需求，解决了多网络、高速移动环境下终端用户行为测试分析的难题，实现了异构网络环境下终端互联、互通、互操作的测试和量化分析。团队基于上述平台和技术，于2005年推出世界首台TD-SCDMA制式的终端综合测试仪——SP6010，几乎所有的芯片、终端厂商都采用了该仪表。2008年，团队推出业内首个TD-SCDMA终端无线资源管理（RRM）一致性测试系统——SP6200，与中国移动合作推出了TD-SCDMA联合检测测试系统——TS6100，这些系统填补了认证部门及运营商在TD-SCDMA入网、入库检测等方面的空白，有力保障了TD-SCDMA终端产品的质量及与网络的互联互通性。

　　2012年，团队推出GSM/WCDMA/TDSCDMA/LTE多模协议分析仪——SP8300C，已应用于高通、三星等多家芯片及终端研发企业。这些创新成果被同行评价为“我国在无线通信高端测试技术及仪器仪表领域的重大突破”、“填补了国家的空白”。据不完全统计，相关成果带来的直接经济效益已超过8亿元，推动终端产值超过千亿元，为我国在手机测试仪器及系统赶超世界领先水平作出了突出贡献。

　　3.联合攻关，5G领先

　　由WTI团队牵头，国内二十家高校、科研单位和通信领域龙头企业联合参与组成的研发团队，在863重大项目课题的支持下，设计了5G无线超密集异构聚合网络架构，搭建了5G超密集异构聚合网络原型系统及试验网。团队面向5G无线网络构架和组网技术演进的重大需求，设计了支持超密集异构聚合的5G无线网络架构、软件定义的接入网与核心网接口，研制了支持动态协作开放虚拟环境的5G超密集异构聚合网络的原型系统（MORE 5G），对控制面及多个数据面的多通道聚合和异构多连接排队乱序整序等关键技术进行了研究和验证，网络侧峰值速率达到12.75Gbps。无线网络架构作为5G基础性技术之一，是5G能否成功组网的关键。该研究成果为5G网络的后续研发及部署提供了参考，部分技术已经成为国际标准，对发展我国5G移动通信关键科学与技术，提升我国在移动通信国际标准的影响力，加速5G移动通信网络的建设和运营，保障我国经济和社会的可持续发展，具有重要的战略意义。

　　一个个硕果的背后，是张平教授及其团队无数个日日夜夜的艰辛和付出。在TD-SCDMA标准研发初期，试验条件十分艰苦，一台286计算机10个人共用，为了不互相影响，就把硬盘分割成10份，每人只有很可怜的一点硬盘空间。尽管条件艰苦，张平教授依然把实验室当作家，为了解决一个技术难点通宵讨论直至达到共识，中午一盒快餐之后，他与团队同事们又坐到了计算机旁；每星期按7天工作制上班，节假日总能在实验室看到他的身影。对他来说，工作就是兴趣，至今生活中也没有“假期”二字。他仿佛变成了一个陀螺，整天不知疲累地高速旋转，全力解决研发中面临的各种困难。2016年的一天，张平教授在5G全球技术峰会论坛上作学术报告时因前两天持续加班劳累过度晕倒在会场，急救车把他送进医院，原本医生要求他住院两周进行治疗，而他仅仅住院了两天就又坚持回到工作岗位上，长期依靠服药坚持工作。他爱岗敬业、顽强拼搏的钻研精神一直是团队教师们的学习榜样，正是这种精神引领着团队攻克一个又一个难关，不断前行，取得科研上的持续突破与创新，为国家科技进步贡献力量。

　　三、甘于奉献，服务社会

　　WTI团队成员勇于承担社会责任，无私奉献，主动服务社会。张平教授是北京市政协委员，张建华教授是昌平区政协委员，他们密切联系群众，参与北京市和昌平区的政策制定和重大决策。团队积极开展科学传播活动，接受中央电视台“焦点访谈”节目专访，介绍4G-TDD传输系统等科研成果。康桂霞教授领导开发的远程医疗系统被中央电视台、新华社、人民日报、解放军报等媒体广泛报道。

　　张平教授还担任自然科学基金委首届国际合作咨询委员、国家自然科学基金委信息学部咨询委员、国家自然科学基金创新研究群体学术带头人、科技部863网络与通信主题专家、中国3G移动通信系统研究开发项目总体组委员、十五863计划重大课题（B3G）总体组委员、全球无线者研究论坛（WWRF）前副主席、亚太APCC领导小组成员、中国通信学会学术工作委员会副主任、中国电子学会通信分委员会副主任、工信部IMT-2020（5G）专家组成员、科学通报副主编以及973首席科学家等学术职务，长期为国家科技领域的进步与发展贡献着智慧。

　　WTI团队核心成员陶小峰教授担任IEEE通信学会北京分会主席及亚太区成员发展委员会副主席、“2011”无线通信技术协同创新中心副主任及无线组网方向首席科学家、中国科协联合国咨商信息技术专业委员会委员等。冯志勇教授担任了国家北斗系统频率组专家、中国通信副主编、国际下一代移动通信网络论坛（NGMN）技术顾问等。张建华教授担任ITU-R IMT-2020(5G)信道模型起草组主席，主持IMT-2020信道模型标准的起草工作等。这些教授们都为推动科技领域创新与发展发挥着重要作用。

　　WTI团队教师们的拼搏与不懈的努力，收获了丰硕的成果，获得社会高度认可：团队因在4G TD-LTE方面的突出贡献获国家科技进步奖特等奖，张平教授获首届“全国创新争先奖章”，入选国家跨世纪优秀人才计划；陶小峰教授是国家杰出青年科学基金获得者，获得2016年度首都劳动奖章，获北京市劳模称号，入选2016年度首都科技盛典人物，获得“万人计划”科技创新领军人才、科技部创新推进计划中青年科技创新领军人才、新世纪百千万人才工程国家级高层次人选称号；冯志勇教授是国家杰出青年科学基金获得者，获北京市优秀共产党员，2017首都劳动奖章，入选国家创新人才推进计划、国家中青年科技领军人才计划、教育部“新世纪优秀人才支持计划”、国家万人计划科技创新领军人才，入选2017年国家百千万人才工程，并被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号；张建华教授是国家自然科学基金优秀青年科学基金获得者，2017年入选第二十届茅以升北京青年科技奖，入选教育部新世纪人才、北京市科技新星等。

　　“在攀登科学高峰的崎岖山路上，充满艰难险阻，只有不畏艰险、勇于攀登的人，才会达到光辉的顶点”。张平教授领衔的WTI团队正是以这样一种拼搏精神一步一个脚印地向上攀登着，实现着科研报国的理想和一个教师团队对国家、对民族的承诺。