无线信道技术为万物互联铺路

　　无线信道技术为万物互联铺路

　　在信息通信技术高度发达的今天，如果有一样东西是人们出门必带的物品，相信很多人不约而同都会想到它——手机。无论身处何时何地，只要拥有了手机，拥有了信号，都会让人感觉与家人、与世界紧密相连。从古至今，信息的获取与传递都是人类与生俱来的本能。从古代“烽火台”到近代大航海，再到今天的无线电传输，为了更快、更方便地传递信息，无数人为此奋斗，深圳市销邦锋度科技有限公司研发总监帮柱就是其中之一。

　　为万物互联铺路

　　信息的传递必须通过具体的媒介进行，比如文字、语言、电码、图像等。在整个传递过程中，信息传播的媒介即为信道。对于有线通信，信道就是电缆；而对于无线通信而言，信道就是电波传播时所通过的物理空间。

　　帮柱研究的领域主要就是无线信道。相比起有线电来说，无线信道更复杂、难以琢磨，因为无线电波从发送端到接收端之间，并没有一个有形的连接，它的传播路径也可能不只一条，整个空间中存在的物体都有可能影响无线电波信号的传递。因此，无线信道的研究对无线通信技术发展至关重要。

　　“无线信号不像网线传输那样稳定，空气中存在的大楼、行人，天气的好坏等因素都会有影响。我研究的核心就是为了看无线电波在空气中传播的时候到底受哪些因素影响。”帮柱介绍，无线信道研究的总体目标可以概括为两个：一是事前服务于无线通信系统的设计；二是事后服务于无线通信系统的评估。

　　“因为布网的时候不可能预先把所有的实际情况都掌握，就需要事后不断通过设备去检测各地无线信号到底能不能用、好不好用，如果不好用的话又是因为哪些因素。这样就可以针对性地进行调整，同时也为后续的布网吸取经验。”帮柱介绍。无线信道是整个无线通信技术领域标准的一部分，比如现在广为人知的5G标准（第五代移动通信技术）中就有专门的部分涉及无线信道，任何地区、厂家想要布网都需要参考按照标准执行。

　　移动通讯设施是当前及未来世界实现人机物互联的网络基础设施。近年来，移动通信基本延续着每十年一代技术的发展规律，从1G、2G、3G再到4G、5G，每一次代际跃迁，每一次技术进步，都极大地促进了产业升级和经济社会发展。比如从1G到2G，实现了模拟通信到数字通信的过渡，移动通信走进了千家万户；从2G到3G、4G，实现了语音业务到数据业务的转变，传输速率成百倍提升，促进了移动互联网应用的普及和繁荣。而现在具有更高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术——5G，更将成为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施。

　　而信道，简单来讲是一种对无线通信中发送端和接收端之间的通路的形象比喻，对于无线电波而言，信道从发送端传送到接收端，其间通常“空空如也”，并没有一个有形的连接。帮柱介绍，无线信道作为移动通信领域的一部分，一方面既被整体移动通信技术的发展引领，另一方面也引领着技术的发展。“比如4G的时候，其中某些关键技术可能对无线信道有特殊需求；另一方面，相关研究也可以引领通信技术的发展，有时信道领域一些新的发现也能为特定技术的发展提供资源和思路。”

　　自2005年参加工作以来，帮柱从事通信领域已有十余年，帮柱仍然清晰地记得他从事的第一个无线信道研究项目。

　　“项目是跟公司合作的，经费不太多。但是从立项、写报告，到过程中跟合作方的反复沟通、合作，再到项目落地执行，我全流程的参与了项目工作，包括平台开发、测试测量以及理论分析和报告撰写等。”在该研究中，帮柱设计了一套移动场景多天线信道测量系统；采集了大量实测数据并针对车联网场景提出了新模型，丰富了相关电波传播理论和信道建模研究工作。

　　基于这一完整的项目经验，帮柱迈入了科研的大门。同一时期，他也幸运地参与了一个重要项目——国家863计划“第五代移动通信（5G）系统前期研究开发”，并参与了其中大规模天线阵列Massive MIMO（Massive multi-input, multi-output）信道测量及建模工作。

　　彼时5G技术还处在关键的研究阶段，Massive MIMO被认为是5G关键技术之一，其有望大幅度提高系统的传输速率、吞吐量，提升通信可靠性，借助波束赋形技术，还能够提升能源利用效率、降低用户间干扰。然而，关于Massive MIMO的信道测量与建模研究国际上还较少，对于Massive MIMO信道特性的深入分析还比较欠缺。帮柱在研究Massive MIMO信道项目时，找到了关键突破口，他利用大规模阵列天线及sounder系统，开展5G典型场景下的信道测量，获取包含5G信道特征的测试样本，他将研究成果应用于5G massive MIMO信道参数萃取及模型开发，提升对于5G传播信道的科学认识，最终建立服务于系统设计的信道模型库。

　　“第五代移动通信（5G）系统前期研究开发”项目的成功，并没有让帮柱感到满足，他始终认为，作为一名科研人一定要有坚定的信念，并且要有精益求精的探索精神。也正是基于此获得的大量数据和理论基础，支撑起了帮柱研究课题“面向智能交通的时变方向性信道测量与建模研究”的成功。他继续朝着无线信道这一“高精尖”领域前行。近两年先后参与了多项重点项目，涉及到通信感知一体化信道、毫米波移动性信道、智能化信道建模方法等更多领域。尤其是智能交通背景下的信道研究，即契合国家“交通强国”和“新基建”的大背景，是未来开展工作的重点领域。面向当前公路、铁路交通运输系统的智能化和信息化需求，通过无线通信技术实现车辆与其他车辆、行人、道路基础设施和网络云平台的全方位和高效率信息传输，提供更加安全高效的出行方式，致力于为智慧交通体系、交通强国战略的实现提供突破口。同时在毫米波信道研究领域，他也开展了众多针对性研究，并取得了众多原创成果，对车联网等智能交通新系统的建设与发展、对公众数字移动通信系统的高质量传输、高效频谱利用提供理论基础。

　　在埋头奋进的人生之路上，帮柱把通信工程变成了值得奋斗终生的事业。如今，他把大部分精力投身于通信工程各个应用场景，尤其是无线传输和条码技术等关系国计民生的重大领域，就像飞速发展的互联网世界一样，帮柱以精湛的技术和无穷的创造力，同这个世界前行，也改变着这个世界的走向。（作者：张聪聪）原文链接：https://www.zghy.org.cn/item/724966495817289728