——记北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室副教授何睿斯

　　本刊记者  刘 江
　　
　

　
　　从150多年前电报的问世，到150多年后现代电信技术的成熟，通信的发展离不开来自各界成千上万的科学家和研究人员的辛勤劳动。如今，无线通信这一技术已经深入到人们生活和工作的各个方面，如我们日常使用的手机、无线电话，再如WLAN、UWB、蓝牙、宽带卫星系统等都是21世纪热门的无线通信典型技术。
　　无线通信是一种可以仅利用电磁波信号，而不需要通过线缆就可以在自由空间中交互信息的通信方式，也是近年来信息通信领域中发展最快、应用最广的技术之一。来自北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室的何睿斯副教授在无线通信领域里聚焦于无线电波传播、无线信道测量与建模以及高速铁路移动通信等多个方向，在无线通信的发展中开辟出了一条艰苦卓绝、不辱使命的道路。
　　

通信世界的别样人生

　　说起和无线通信的结缘，还得从2009年何睿斯在北京交通大学攻读硕士时谈起，当时无线通信正以迅雷不及掩耳之势飞速发展，宽带移动通信更成为科研学者争相抢夺的研究热点。但面对无线通信领域里五花八门的研究方向，何睿斯并没有跟风去选择当时的热门专业，反而选择了就算放在现在都相对冷门的研究方向。“我之所以选择无线电波传播，就是看到了它的实用之处。”何睿斯表示。无线电波最早应用于航海中，可用于船只与陆地之间的信息传递。随着技术的逐渐成熟，小到日常的微波炉加热、通讯电话，大到卫星导航系统、接收宇宙天体发射的无线电波信号等，都能看到它的身影。
　　尽管如此实用，但最初在何睿斯的研究中，“冷门”“小众”“无人赏识”这样的评价，经常能听到，但他毫不在意，反而积少成多，研究得越深入，何睿斯就越觉得当初选择的正确性，也把科研的每一步走得更加扎实。由于何睿斯表现突出，他在硕士第2年就直接进入了博士阶段的学习，这令他对接下来的科研路更加充满信心。
　　如今，何睿斯再也听不到当初反对的声音了，就拿他和团队格外关注的高速铁路通信问题来讲，这不仅是第五代移动通信里的难点，更是热点。近几年，团队还将精力投入到了高速移动通信测量与仿真平台的打造上。何睿斯表示，平台的建设是在第五代移动通信的大背景下进行的，有了这样强大的驱动力，诸如车联网、大规模天线、毫米波这种高速移动的通信问题都将会得到解决。
　　铁路安全性一直是铁路工程的重中之重，但人们在考虑安全问题时，往往忽视了生产效率和经济效益。一般来说，为了保证铁路通信全方位的覆盖，需要布设大量的通信基站，数量难以把控，也就直接导致了铁路通信经济效益的低下。据统计，某些铁路线路中基础设施投入的经济浪费可达到40%甚至50%。由于一直缺乏系统的研究，一些不必要的通信设施投入往往不为人知，在这样的驱动下，何睿斯团队勇挑大梁，对铁路的实际线路情况、通信系统测试数据以及基站覆盖质量进行了海量调研和数据分析，最终建立了一套完整的铁路通信覆盖预测模型。该模型不仅有效缓解了铁路基站过度冗余覆盖的情况，还对一些铁路设计院的工程设计以及铁路通信系统的列入预算和网络优化等问题，起到了切实的指导作用。
　　要知道，在影响铁路无线通信系统性能的众多因素中，信号覆盖质量占了绝大比重，因此对覆盖质量的准确预测尤为重要。何睿斯团队所做的努力，使铁路信号覆盖质量与之前相比有了显著提升。“整个铁路通信系统的覆盖质量、信号覆盖预测的准确性、通信链路预算的可靠性，都是我们需要提升的重点。”何睿斯谈到。
　　此外，近年来人工智能技术发展迅速，但一直以来，电波传播理论都被认为是“古董级”的传统学科，很难和“前沿”“时髦”扯上关系。但何睿斯偏不信，他就是想要用当前大热的人工智能技术来解决无线通信领域中电波传播及信道建模理论的难点问题。当前，何睿斯团队已经率先开展了面向无线传播信道多径信号聚类算法的全面研究，借助人工智能技术解决了高速移动场景、多天线场景下多径信号聚类的难题，并针对基于人工智能的信道建模理论等国际前沿问题发起冲击。事实证明，他不仅将人工智能和电波传播理论两者联系起来，更有青出于蓝而胜于蓝的架势。他牵头与英国兰卡斯特大学的丁志国教授合作，在《机器学习在无线通信中的应用》一书中，从无线通信层面细谈人工智能和机器学习在其中的应用，该书预计2019年出版。他所开展的多径信号聚类算法研究也得到了美国国家计量院、美国5G毫米波信道科学联盟、欧洲COST组织的关注。纵然小众，但何睿斯迎着无线大数据飞速发展的势头，将研究的每一步都落在实处。
　　

走出去也记得走回来

　　其实说起来，现在何睿斯回国还不到一年。硕士期间，他在导师钟章队的指导与推荐下，到西班牙马德里理工大学做访问学者，从事隧道通信的研究。结束了访问学者的工作，何睿斯又启程远赴美国南加州大学，师从著名无线通信专家Andreas F. Molisch教授，聚焦于无线信道与车联网通信技术的研究。一直对高速铁路通信情有独钟的何睿斯，在南加州大学访问期间，还不忘促进双方的校级合作。直到今天，南加州大学还在就高速铁路的信号测试，及物理层面的研究与何睿斯团队保持着密切的联系。此时，何睿斯的访问之路还没结束，他又马不停蹄地赶赴比利时鲁汶大学，跟随著名MIMO技术专家Claude Oestges教授，延续车联网与无线信道的研究。
　　结束比利时访问后，2016年，何睿斯以教师身份出访美国佐治亚理工学院。兜兜转转一年后，何睿斯返回北京交通大学并继续针对5G电波传播理论、无线信道开展研究。在第五代移动通信的场景中，室内、室外，静态、动态，多种多样，各具特色。何睿斯很看好高速移动场景，因此他在大数据背景下与团队探讨新颖的信道参数估计方法和建模方法，并力争走向领域前沿。
　　在国外多年，何睿斯收获了很多，但他还是义无反顾地选择回国。究其原因，何睿斯也给出了答案。如今，国内在无线通信领域的发展势头良好，给了科研工作者更多施展拳脚的机会。再加上导师钟章队教授团队内朝气蓬勃的氛围，以及先进前沿的学术思想，无一不感染着何睿斯。现在想起来，他的决定并没有错，同时也在步步推进着下一步的研究进程。
　　

勇挑教学重担

　　和何睿斯交谈，一定就会被他身上斗志昂扬的劲头吸引。的确如此，无论科研还是教学，他始终都干劲十足。
　　在对研究生的培养上，他不断强调信心建立的重要性。他认为能够认识到自己工作的价值与意义，并得到他人认可，才会对研究保持高度的信心和极大的热情。为此，在培养学生的初级阶段，何睿斯反而能够欣然接受学生在工作上的不足与不成熟，他还会特别鼓励学生继续研究。在他看来，科研是一个循序渐进的过程，哪怕一开始只从简单的研究入手，哪怕偶尔遭遇科研的“滑铁卢”，何睿斯也从不轻易放弃任何一个学生。一旦度过这段低谷期，学生就会在科研上找到自身的归属感和成就感，这样一来，也会化被动为主动，更好地完成自己的科研工作。除此之外，何睿斯还特别鼓励学生“走出去”。“多一些出国参会与访问的机会，对学生发展有百利而无一害。”何睿斯说道。
　　教学的重担，对何睿斯来说，更像是一种“甜蜜的负荷”，虽然劳累，但却充实。“敢于尝试”，一直都是他对自己的要求，因此，他也不忘激励学生，敢于在自我怀疑中找到科研创新的巨大价值。他提到：“尽管科研过程中常常会因为挫败而自我否定，但不要躲在失败背后，而是要做到改进。”
　　正是抱着这样勇于挑战、不怕失败的信念，何睿斯一步一个脚印，用心中最初的那份笃定与赤诚，在无线通信领域的飞速发展下，时刻准备着为人生加速。