清華大學“身邊榜樣”、電子工程系陸建華院士:為信息與通信事業不遺餘力

清華大學“身邊榜樣”、電子工程系陸建華院士:為信息與通信事業不遺餘力

陸建華,清華大學電子工程系教授、中國科學院院士,北京信息科學與技術國家研究中心主任、信息科學技術學院院長,國家傑出青年基金獲得者、國家自然科學基金委創新研究群體學術帶頭人, IEEE Fellow。曾獲國家自然科學二等獎、國家技術發明二等獎等,被授予“探月工程嫦娥二號任務突出貢獻者”稱號。

陸建華院士主要從事無線傳輸的理論及應用研究。提出一種結構化的信息傳輸方法,建立無線多媒體協同通信模型,發展了無線通信傳輸容量優化理論。發明了一種結構化LDPC(低密度奇偶校驗)編碼方法,可形成規律性的構造設計,有效解決逼近容量極限的低複雜度編碼問題。提出了時、空、頻等多域協同的通信方法,通過高效的資源利用與協同處理,為複雜傳播環境下提升傳輸容量提供新途徑。

清華大學“身邊榜樣”、電子工程系陸建華院士:為信息與通信事業不遺餘力

陸建華介紹通信編碼專用芯片

1981年,陸建華考入清華大學無線電系(今電子工程系),1989年獲得碩士學位後留校任教。“在清華,我受到的最好教育是把人生追求與國家需求緊密相連。老一輩科學家和教授們非常敬業,他們發自內心、實實在在地為國家和民族振興做事情,他們的言傳身教對我影響很大,讓我深受觸動。”也正是源於不斷接觸到的國家需求,陸建華經歷了幾場難忘的科研“硬仗”,實現了一系列創新。

陸建華人生中遇到的第一場“硬仗”,是1990年主持設計我國某專網第一代用戶入口交換機。由於該專用交換機與常規的交換機技術體制差別很大,使用環境苛刻,技術條件複雜,無參考設計,且合作方的相關技術基礎比較薄弱,加之國內強大對手的競爭,時間緊任務重,當時的研發面臨著極大困難。

沒有絲毫退縮,在電子系領導和老師們的信任、支持與鼓勵下,陸建華帶領一群比自己小不了太多的本科生和工廠的工程師,開始了一場與時間賽跑的征程。他們全身心地投入到項目研製中,制定了三個月內研製出原理樣機、八個月內研製出可供評測的工程樣機這一近乎“瘋狂”的計劃。

整整三個月間,陸建華幾乎沒有回家吃過飯,但這些外人眼裡的“苦”,在陸建華的心裡卻是留存至今的難忘記憶:“就是覺得這件事國家需要,特別值得去做,尤其是遇到難題要去解決的時候,就覺得特別有意思。”最終,團隊按預定計劃,很快為合作方贏得了競爭優勢,併成功完成了該交換機的定型、批量生產和裝備部隊。這一場“硬仗”的完勝,也為陸建華的科研生涯積攢了第一桶“金”。

1998年,在香港科技大學臨近完成博士學位論文之際,陸建華得知清華髮展航天航空技術的設想和決心,毅然放棄到美國工作等機會,返回清華並隨即前往英國薩里大學參與“清華一號”微小衛星的研製。這顆由清華和薩瑞大學聯合研製的微小衛星於2000年6月28日發射升空,它的成功發射是清華髮揮綜合學科優勢的一項創舉,也是陸建華等一批立志報國的科研人員人生道路上的一道亮麗風景。“如果不是當年參與微小衛星研製,我現在就不可能成為航天信息領域的專家,也無緣接觸更多的國家需求。”陸建華回憶道。

清華大學“身邊榜樣”、電子工程系陸建華院士:為信息與通信事業不遺餘力

陸建華向來訪院士、專家介紹靈巧通信試驗衛星關鍵技術

2014年9月,陸建華作為工程任務總師負責的“靈巧通信試驗衛星”成功搭載發射,在軌運行正常,實現了我國低軌移動通信衛星零的突破。低軌衛星移動通信是國家亟待發展的核心技術,面臨門檻高、風險大、系統複雜和成本高昂等難題,加之國外技術和市場的雙重封鎖,發展受到制約。陸建華帶領清華和信威通信公司聯合研究團隊,經過四年艱苦攻關,突破星地協同按需覆蓋、快變信道條件下實時交互式通信、多業務可重構星上處理等瓶頸難題,圓滿完成了工程任務,為我國成體系發展自主可控、低成本的低軌移動通信衛星系統奠定了關鍵技術基礎。“這是一場硬仗,更是一場惡戰,我們打贏了!”陸建華興奮地說。

正是憑著這份認真和執著的精神,陸建華牢牢地抓住了每一次機會,逐步在學術研究領域打開局面,從一名普通的青年教師成長為學科領軍人物,為國家空天信息領域的科技創新作出實實在在的貢獻。陸建華表示:“下一步,我們希望謀劃發展未來空間網絡,這件事更具挑戰性,也更有意義,值得為之奮鬥。”

“一步一個腳印”,這是陸建華教授的座右銘。他相信天下沒有免費的午餐,做出任何成績都要付出艱辛的努力。正是憑著這份執著、認真,陸建華的學術研究成績日益顯著,從一名清華學子、教師成長為受人尊敬的專家、教授、院士。“當選院士是對我20多年科研工作的一個肯定,我感到非常榮幸。但更多的是抱有一顆平常心,今後還有很長的路要走。”

團隊協作 共同面對基礎難題

2005年春節對陸建華而言是一個非同尋常的節日。大年初三,他陪同清華時任副校長龔克等來到中國探月一期工程總指揮欒恩傑家中。言談中,欒恩傑對我國深空通信領域種種亟待解決的瓶頸問題並不諱言,更流露出對我國探月衛星鏈路餘量不足的擔憂。初步瞭解對方需求後,陸建華“斗膽”問了一句:“我們用一個算法把這個不足補回來,行不行?”欒恩傑將信將疑,陸建華心裡也並無完全的把握。

大年初五,探月工程中心郝希凡副司長受欒恩傑委託到清華考察。陸建華許下承諾:“給我們三個月,我們把原型系統做出來。”

為了實現服務國家重大需求的願望,立下“軍令狀”的陸建華在學校領導的支持下,組織宇航中心、電子系相關人員成立了從編碼理論、算法設計、芯片設計、到系統接口與實驗的協作團隊,集中力量進行攻關,很快研發出原型系統,並通過計算機仿真和半物理仿真,驗證了採用新型的LDPC(低密度奇偶校驗)編碼提升鏈路餘量的有效性,得到探月工程中心的初步認可。

LDPC編碼具有優異的編碼性能,但在深空通信領域的設計和應用面臨突出的基礎難題,國際上也無先例。為保證該技術在探月工程的有效應用,陸建華帶領研究團隊著力編碼構造理論創新和算法實現優化創新,並結合工程實現研究,反覆試驗、反覆修改。

2006年3月,國家探月與航天工程中心批覆了LDPC研究項目的立項申請,航天五院總體部隨即向我校下達了相關工程研製任務書,陸建華和他的團隊自此“師出有名”,清華也成為唯一一家與探月工程總體簽訂工程任務合同、參與國家探月工程嫦娥二號任務的高校。2007年,陸建華和他的團隊完成了星上LDPC編碼器的產品化,測試表明該設備體積小、重量輕、功耗低,可使衛星測控通信的可靠性和傳輸數據速率得到較大提升,該編碼技術被確定為嫦娥二號任務四大創新技術的核心內容之一。

清華大學“身邊榜樣”、電子工程系陸建華院士:為信息與通信事業不遺餘力

陸建華向吳邦國學長介紹參與嫦娥二號任務情況

2010年10月,陸建華帶領項目組,按照嫦娥二號任務既定計劃參與了嫦娥二號任務創新技術試驗,並在北京航天飛行控制中心、青島、喀什測控站全程提供技術保障,試驗獲得成功。因帶領研究團隊在探月工程中的重要貢獻,陸建華被授予“探月工程嫦娥二號任務突出貢獻者”稱號,他是教育部部屬高校中唯一的獲獎者。

面對成功,陸建華將主要成果歸功於和自己一起打拼的團隊,“個人的力量永遠是渺小的,團隊裡這些更年輕、有想法、有思想、有幹勁、素質高的人才,才是真正的希望所在。”陸建華說。

清華大學“身邊榜樣”、電子工程系陸建華院士:為信息與通信事業不遺餘力

陸建華在清華大學2016年研究生開學典禮上發言

教師、科學家、院系領導、團隊帶頭人……隨著業界資歷的不斷加深,陸建華身上肩負的角色也越來越多,但他坦言,自己最喜歡的還是教學。“我喜歡和學生交流,和他們交流可以緊跟時代,使自己一直年輕;另一方面,教學相長也能為科技創新提供源泉和動力。”多年來,對於教學,陸建華始終保持著滿腔熱情,也正是這種外力無法阻擋的熱情,使陸建華深受學生的愛戴。

課內課外,陸建華始終與學生保持著一種亦師亦友的關係,與學生相處融洽,既詼諧可親,又治學嚴謹,為同學們所信賴。他時常告誡學生,要持有一顆探索未知的恆心,特別是在通信領域,“人類距離實現任何人在任何時間、任何地點以任何方式與任何人進行通信的夢想,依然有很遙遠的距離,蘊含著無限可能。要不斷往前看,甘於沉下心來,以堅定的科學信念,在學科領域裡踏踏實實付出努力。”

陸建華在清華大學2016年研究生開學典禮上的發言,既是對新入學研究生的勉勵,同時也是他多年來在教書育人、科學研究實踐中的體會和感悟。他主要談了三點:首先,要能吃點“苦”,苦中自有樂。陸建華說,做研究,需要創新,創新不只是解決問題,更需要找問題、發現問題,這種問題還必須足夠前沿、足夠水準,吃不香、睡不著,還要想方設法找,或許會還進入到“無人區”,如何還能挺得住,這叫能吃“苦”!吃“苦”是一種財富。在吃“苦”過程中積累起來的能力、成果將是一生的財富。在清華,需要練就這種能吃苦的本領,不荒廢自己的青春年華,在奮鬥中體驗成長的過程,在探索中享受研究的快樂。

第二,要培養愛思考的習慣,做有深度的創新。陸建華說,不是人人天生愛思考,但做研究要創新,就離不開思考。陸建華強調,做好的研究尤其離不開理性思考,否則難有大的創新,需要靜得下心、沉得住氣、鑽得進去;凡事多問一個為什麼,把問題想深入,針對疑難問題就是要鑽牛角尖,這種思考的習慣需要下大決心去培養。做好的學問,愛思考還要勤學好問。在學習的過程中思考,在思考的過程中學習。好問至關重要,把問題描述清楚本身就是一種能力,通過提出問題,與他人互動思考,形成正反饋,互為啟發、互為促進,產生新思想,這種能力很重要,就在研究生階段培養。

第三,要一步一個腳印,腳踏實地做研究。陸建華深有感觸的說,清華有一個優良傳統,叫做“真刀真槍做畢業設計”。研究的問題是從實踐來,而不是從雜誌縫裡來,解決了實際中的問題,成果就落地了,就是腳踏實地。清華的這個傳統影響了一代又一代清華學子,清華之所以蜚聲國內外、之所以值得我們敬仰,與堅持與發揚光大這個優良傳統是分不開的。陸建華最後勉勵同學們,做研究要結合國家的需求做,從點滴做起,理論結合實踐,一步一個腳印。為解決實際問題研製的一個小系統,一個軟件包,或是發現的一個新現象……都將留下自己的腳印。

談到自己的職業與職責,陸建華說:“作為大學老師,我會繼續盡職盡責,教書育人,培養更多的優秀學者;另一方面,前行在科技創新的道路上,我也深感任重而道遠。”陸建華始終堅信“千里之行,始於足下”,他慶幸自己遇到了一個好的時代,也時刻謹記時代賦予自己的責任,“在新的起點、新的征程上,我願意為信息與通信事業不遺餘力。”






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