【专题访谈】姚彦:我以通信事业圆梦、报国 ——访清华大学电子工程系姚彦教授(二)

2021-01-19 11:50:36

已着先鞭执牛耳

80年代中后期,姚彦所在的课题组尝试转入从未涉足的卫星通信方向。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成,当时在国内研制卫星的机构不知凡几,中国电子科技集团公司第五十四研究所在卫星导航、卫星通信领域堪称首屈一指。姚彦主张,“将国内己有的数字微波通信技术移植到卫星通信中”,并认为须抓住两条,才能后发先胜:一是提出新体制;二是保持传统优势,突出核心技术。然而,无论卫星通信采用模拟群路,还是采用单路单载波,这些体制均已落后。于是,他提出“加快发展数字群路卫星通信系统”这一变革体制的设想。此新体制,国外尚未产业化,国内鲜有单位涉足。在微波通信中,微波信号是群路信号,群路卫星技术基础需用到清华无线电系长期研究并已独占鳌头的数字微波技术,包括0.2滚降系数滤波器、卷积码纠错编码、数字调制解调器等核心技术。1986-1988年,国务院正式下达全国卫星通信应用试点工程中的数字群路卫星通信任务,电子部批准将国内已成熟的数字微波移植到卫星通信的数字群路上来,加速开发我国数字群路的卫星通信网。姚彦是这个项目的技术总指挥,经过努力,为我国建立了第一条中速率数字(IDR)卫星通信试验电路(广州——乌鲁木齐),受到国务院电子振兴办的表影。

电子部王士光副部长去都匀视察卫星群路制项目

 

在姚彦看来,卫星通信虽是另一科研方向,但其依托的基础理论与数字微波通信的相关理论别无二致,并不另类。俗话说,“万变而不离其宗”,“千举万变,其道一也”,“不知贯,不知应变”。在清华大学读书期间,他透彻理解电磁理论、光电理论等基础理论。在科研工作中,他将庞大的理论乘一总万、融会贯通,同时投身于重大的国家项目,与建设实践紧密结合,熟练掌握数字微波技术的基本应用。日积月累,深耕厚植,他有足够的能力触类旁通,驾轻就熟,顺利地转向卫星通信这一重要领域,并指导实践应用。

一通百通无止境

点对多点无线通信系统进行测试

 

1989一1991年,姚彦主持国家计委的重点技术开发项目“点对多点无线通信系统”。根据将高技术与中国国情相结合的思想,通信教研组研制出适合在中国农村及工矿企业推广的系统,已通过鉴定后移交企业投产,并被列入国家经贸委的首批“产学研”计划。

当时,姚彦洞悉,数字微波通信、卫星通信都采用点对点的收发模型,无线通信发展趋势是点对多点。他借鉴数字微波、卫星的成功经验提出一个“点对多点”的新系统。此系统与国外不同,适合中国国情。国外系统采用复杂的时分多址技术,产品已成型,国内多有追随。但他提出,没必要每个用户都拉电话线至邮电局(有用户交换机),我国无线的“点对多点”用户大部分在农村,在农村设置“点对多点”中心站,农村用户站通过中心站外接线路。这样就无需时分多址技术,设备量也大幅减少,价格比国外设备低一个数量级。 

电子部相关负责领导在山东济南召开“点对多点”工作会议,姚彦与会,将新体制的思想作了介绍,刚好济南市有两家通信工厂愿意合作,并投资了百万元开展此项目。90年代初,清华与这两家企业联合成立泉清公司,采用用户线型点对多点系统:基站向外去的电话线叫中继线,基站到每个用户的连线即用户线。我国采用中继线-用户线型(用户交换机)加拿大完全采用中继线型。实际上,公司主要开发用户交换机,年产值约达亿元,而点对多点无线接入系统更多具有军事价值,主要为军队服务。

进入90年代中期,他也在思考,无线通信向何方发展。微波、卫星、点对多点、网状结构均已遍历。他估计移动通信前景广阔,开始将团队的下一个目标转向这一新领域。事实证明,无线电行业从业者若不及早转向,难有立锥之地。同样从零起步,商议决定先打三个前哨战,即数字无绳电话、软件无线电(用软件做产品)、抗干扰军用移动电台。时值我国863计划开展第三代移动通信,系里王京、周世东等年轻教师青出于蓝、人才辈出。在移动方面,清华以低起点直至与国内东南大学、北邮、西电、成电等并驾齐驱,从3G、4G到5G,直至迈向6G,姚彦带领团队一路艰难跋涉,披荆斩棘。

王京领导无线移动通信项目

 

述及于此,他满怀感慨。能在点对多点、移动通信等多领域顺利展开科研工作,同样离不开他在长期实践中反复锤炼获得的大量直接经验。恰如庄子在《庖丁解牛》一篇中所述,他发现,对具体技术环节的灵活掌握、运用,达到一定层面之后,对问题的认识已超过技艺本身达到了“进乎技”的“道”的层面。“运用之妙,存乎一心”,他形成了对事物特征、发展趋势的总体把握,对事物矛盾、作用异同的细节判断,积累为宝贵的实践经验。这些来自实践的经验,不断检验、丰富、升华了原本已十分扎实的理论功底,也推动如他这样一批科研教育者勇往直前地走向适合中国国情的自主研发之路。

硕果累累忆往事

90年代以来,姚彦主要从事无线个人通信、军事通信及宽带光纤传输方面的研究工作,一直从事通信与电子系统专业的教学与研究生培养工作,曾主讲《无线通信工程》、《数字微波通信》、《通信新技术讲座》、《宽带传输与宽带网》等研究生课程,已培养硕士研究生45人,博士研究生26人。在数字微波通信领域,他成果卓著。曾获国家科技进步二等奖1项、部委级科步一等奖1项、二等奖4项、国家专利2项;在卫星通信领域,曾获国家科技进步三等奖1项、省部级科技进步二等奖2项;由于在军事通信领域做出过多项贡献,1991年获国防科工委首届光华科技基金一等奖;由于在我国数字微波通信的技术发展及产业发展中做出之贡献,1992年被授予国家级有突出贡献的中青年专家的称号,并享受政府特殊津贴。在数字通信领域曾出版著作3本,发表论文80多篇。其中,《数字微波中继通信工程》一书由人民邮电出版社出版,已被收入中国通信学会主编的通信工程丛书。

微波与数字通信国家重点实验室首届主任班子

 

2016年秋,世界最大单口径、最灵敏的"中国天眼"球面射电望远镜(FAST)在贵州落成。主持此项目的是清华电子系的63级校友南仁东,在高起点上实现了无线电和天文的结合。通过射电望远镜,人类如今已可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等物理量。七十载光阴过隙,姚彦那个探索浩瀚宇宙、追寻奇幻科技的少年梦想从未飘散,它以另一种方式,即通信最终实现了:同样的微波、同样的频谱、同样的射线,萦绕牵连,交织闪烁,如梦似纱,更接近我们蔚蓝星球的美丽家园,更拉近你我他之间的距离,更贴近我们每一个人的日常生活。

少年姚彦,新中国第一批红领巾    入队介绍人王翠莲烈士

如烟的往事也未曾消散:1950年六一儿童节,姚彦第一批加入少先队,介绍人是共青团员王翠莲,仅大他六岁,既是高两届的初中生,又是兰溪妇联的副主任。1951年清明节她从学校回老家,经过山区时被国民党土匪杀害了。那时年幼的姚彦真切地体会到红旗乃至红领巾都是烈士用鲜血染成的。正如他在《为祖国健康工作50年后我的回忆录》的前言中所言:“回首往事,思绪万千,我们这一代人生在旧社会,长在红旗下,在抗日战争的刀光剑影中出生,在解放战争的隆隆炮声中启蒙,在毛泽东的阳光下挂上新中国第一批红领巾,在党和政府的培育下长大成人。我们是新中国培养的第一代知识分子,我们亲自见证了共和国悲壮的历史,我们也参与创建了共和国历史的辉煌……我不是历史学家,也无意去书写历史,包括家史、村史、系史、校史等等,但在心灵深处埋藏着许多记忆,犹同大海中的浪花,丛林中的落叶,飘飘洒洒,点点滴滴,挥之不去。”此时,系史馆墙上的一帧帧老照片唤醒了他更多的记忆,凝视良久,他缓缓说道:“我以毕生从事的通信事业,圆了我少年时代的梦想,报效了我热爱的祖国。”

采访合影

采访:钟晓峰、万军、史宛鑫

摄影:史宛鑫

撰稿:万军

责编:乔元春

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    将国内己有的数字微波通信技术移植到卫星通信中。加快发展数字群路卫星通信系统。姚彦是这个项目的技术总指挥。
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