盛敏：完美地融合两张网

2018-03-14张蕾磊陆丽程

大学生 2018年1期

张蕾磊　陆丽程

盛敏在2016年度入选长江学者，2017年获国家自然科学基金委杰出青年基金。回想起来，盛敏感叹时间过得太快，她坦言虽然没有做过长远规划，但是不服输的本能推动着她解决着一个个科研的挑战，并乐此不疲。“我有一个信息要传递给最后一排的同学，但由于距离的限制，我只能先传给我周围的同学，再由他们向后传递。在这个信息传递的过程中，就存在了信息来源于谁、最终要传给谁、下一个帮忙的同学是谁以及该同学要把信息再传给谁等问题。在网络中，一个数据分组要进行端到端的传递，其实也是类似的过程。”讲台上的老师看到同学们点着头，“大家明白了？我们接着往下讲。”

啊，是这样。我若有所悟，身边的蓝衣女生也频频点头。当从信息传递过程的基本原理到无线信息传输过程的严格数学描述出现在黑板上，我就默默地看着同学们计算出老师要的答案。这是一堂《宽带无线通信》课程，阶梯教室里，前排坐得满满当当的。讲课者是西安电子科技大学通信工程学院盛敏教授，早上八点半开讲，一个半小时里讲的是利用码分多址传输技术进行信息传输的过程，主要讲用户到基站之间的空中无线信息传输的方法和网络协议。听课的是研究生、博士生，整堂课信息量大，大家对照着手边的讲义，听得非常认真。“在网络协议中，不同层次的协议都有其协议数据单元。从形式上看，就是有结构的数据单元。不要小看这些数据结构，它们都是设计者智慧的体现。”课后，想到盛老师课上说的话，我知道学这门课的工科生们将要通过编程来实现各种智慧化结构单元中的种种功能，为此他们要付出很多时间和精力。

从“为什么”开始

“1993年，我在西电报到，本科就在通信工程学院。”盛敏笑着说。

倏忽20多年，女学生已经成长为女科学家，先后主持了移动通信国家重大专项、国家高科技发展计划、国家自然科学基金项目、教育部科学研究重点项目、总装国防预先研究项目等，曾获包括国家技术发明二等奖、省科学技术一等奖在内的国家、省部级奖励9项，近5年在IEEE重要期刊及Elsevier Ad HocNetworks等期刊上發表论文63篇，获2013年IEEEICCC的“Best Paper Award”奖。

听盛敏用各种形象的比喻，跟我这个文科生解释她在科研上的种种研究，我就像课堂上的学生一样，不时地豁然开朗，感叹原来是这样。在我们的问答问，我忽然发现，其实，盛敏是沿着最初那个“为什么”的好奇，一头扎进了通信的世界。

1993年，人们的通讯联络用的是固定电话和BP机，砖头厚的大哥大是最时髦的尖货。“那时无线通信系统刚刚兴起，我看电视电影里面的人拿着大哥大，就觉得很神奇，这东西怎么能打电话？”为了知道大哥大能打电话的原因，保送生盛敏选了西电通信工程学院的计算机通信专业。

本科班上100多个学生，学习氛围很浓。盛敏形容学习好的学生有小小的自尊心，希望自己可以一直在比较好的发展路径上，相互之间是较劲的，所以大家学得很刻苦，自习占座都很难。不过，盛敏可不是只会埋头苦读书的学生，说起玩过的游戏，魂斗罗、超级玛丽、坦克大战，她列举着，不经意间流露出战绩不俗的得意，瞬间回到童年。高中时，盛敏是学校排球队的，每天晚上是要看了动画片后才开始温书学习的。小学时，她专攻跳绳项目双摇，跳绳到现在都是保留的锻炼项目。看来，无论哪个年代，学霸大多天然开启“别人家的孩子”模式。

本科学习了通信网络，涉及了基本的工作原理，盛敏找到了大哥大能打电话的答案。“知道了一点，就想知道更多，想深入地了解，想着自己是不是可以去做一些东西，可以体现自己智慧的东西。”盛敏毫不犹豫地选择了保研，她要追问更多的“为什么”，还要解决“可以做什么”的问题。

1997年，盛敏读研时，正是通信发展的一个高潮期。华为来学校招聘，只要说西电通院的，几乎不用面试就通过。“我是自己有兴趣，想深入地了解网络的世界。”盛敏笃定地说。

从大四毕设开始，盛敏就在科技楼进进出出，她没有想到青春年华都将在这楼里度过，研究生毕业留校到如今，盛敏笑说她只是从二楼搬到了六楼。她的办公室正对着操场，窗外是茂密的梧桐树，把上课的教学楼挡得颇为严实。

研究生毕业，盛敏留校当老师，她慢慢发现会做事情还不够，要能从外在的现象找到本质，并且能够提炼出来，需要更深厚的理论水平，盛敏决定提升自己，读博。盛敏说：“这是自己对问题理解的深化和递进以后，才做的选择。”

越做越好玩

“从我上本科到现在，总的来说是无线通信产业高速发展的时间段。这段时间里，我在研究上得到很多乐趣，还是蛮好玩的。”盛敏说。对于普通人来说，这个阶段就是手机功能的不断提升，从打电话到可以设置彩铃，从发短信到可以发彩信，从手机能上网到装了满屏的APP，是从2G到3G再到4G的提速。

盛敏口中的好玩，是因为她“内存有限”，在科研中只记得攻关成功、解决问题的乐趣，其他统统忘记。

研究生阶段，盛敏跟着导师做科研项目，最大的感触是科研是精益求精的过程。当时硬件的能力不如现在那么强，盛敏写程序的时候就要尽量节省对系统资源的占用，要尽可能的高效，算法要完美。她就抠细节，具体到每个机器指令的执行周期。“一个很小的函数优化能做好，得到大家的肯定，我就很开心，从中得到乐趣和成就感。”盛敏觉得是这样的小乐趣开启了她的科研之路。

“项目不是申请来的，是做出来的。”盛敏强调。2008年，很多人在做蜂窝网络的研究，实验室有基于军用的自组织网络系统的研发基础，业界做的人不太多。盛敏主动出击，做异构网络融合的项目。“想把蜂窝网和无线局域网做融合是很难的，因为是完全不同的两张‘网，我得把两个都吃透，再来想融合。”盛敏说，“但是我觉得是很好的契机，并且我不怕失败，就是想做事情。”

盛敏一直在自组织网络里做研发，自组织网的一个特点就是不依靠基站中转，用户通过设定的通信协议可以直接进行通信。要实现自组织的无线网络与由基站管理的蜂窝网相融合，要考虑的因素很多。盛敏的出色之处在于，她找到了两张网之间的特点和共性问题，从负载均衡为切入点，重新设计系统。“我把想法放进蜂窝网络里进行融合，发现改进非常大，越做越觉得好玩。”盛敏笑着说，现在她的团队将成果概括为“网络随身行，用户随心连”。对大众来说，她的雏形想法的应用就是，一部手机作为热点，可以让周围的设备都连接到网络中来，只是我们大多欣然欢迎随身而行、随心而连的便捷，不关心背后的“为什么”。项目成果还应用到了智能安防、智能交通、智慧城市等国家重点行业，团队的这项研究获得国家技术发明二等奖。2014年，盛敏团队投出了理论文章，得到的评价是：完美地解决了自组织网络和蜂窝网络异构融合的问题，对未来的网络发展有很大影响。endprint

盛敏说起研究，就像是打开了一个隐形的网络世界，她是那个世界里的路径指挥官，要让拥堵的路段畅通，实现高效的信息传递。盛敏告诉我，三个节点形成一个网络，而她在实验室里从简单的8个节点，再到50个、100个、上千个节点，最后要考虑应用到现实生活的庞大通信系统里，要实现譬如一个人给另一个人送信，及时准确送达的目的。节点到节点之间的交换在庞大的系统里会出现各种问题，需要设计者提前考量和解决。

研发中的黑暗和困顿，盛敏只举了一个例子。“分布式组网里很难的问题，就是没有中心控制。三个人一起做动作，没有人指挥，很容易就可以做整齐。设想有一千个人，每一个人都只看到周围的几个人，这一千个人如何整齐地做一个动作？在开销可控的情况下，让每个节点都良好运行，这是网络资源管理要解决的核心问题之一。”盛敏先要解决系统扩大后出现的路由閉环，其中的复杂性在于：看到出问题的节点往往并不是病灶，要定位源头节点非常困难。为了能够复现无线网络中出现的问题，她设计并实现了一个可以模拟无线通信网络环境的软件，从而有效解决了无线网络调试过程中问题难以定位和复现的难题。盛敏记得她一心要攻克难关，那一年的年三十也只是吃顿年夜饭，就惦记着难题还没有解决。“让你很困扰的事找到方法解决了，那么困难就没有了。”盛敏说。

目前，盛敏的研究主要有三个方面：自组织网络节点的小型化低功耗设计，落地更多应用产品；超密集无线通信网络，提供大容量需求的解决方案；空间信息网络，实现空地一体，如卫星和地面的融合。

说到超密集，盛敏带领团队在2017年9月的“互联网+”大学生创新创业大赛主会场西电远望谷体育馆里，构建了全球首个“繁星”超密无线通系统。在体验馆里，可以通过实时无线VR体验乘坐过山车的感觉。盛敏解释，这是通过对网络资源的智慧化管理，聚合了网络中的资源，从而率先满足了5G在流量密度和连接密度方面的指标。在体育馆做网络信息传输极限能力测试时，1600个学生坐成一个方阵，每个人都上传或者下载视频，无线网络通畅无阻。背后的核心技术突破是：发明了多维网络资源主动认知分配方法、区域资源联动的高密集用户接入方法、跨域资源协同的网络化干扰转移方法。

盛敏做了形象的解释，实时大容量的传输对网络挑战是非常大的，她的解决思路不是增加新的设备，而是动态改变网络的形态。比如，堵车的时候，道路中间的隔离带可以撤出，就多出一个行车道，车少的时候，恢复隔离带。“就是通过智慧化的网络管控，解决大容量带来的拥堵问题。”盛敏说，“我们的超密强调网络能够承载并行的和突发的大容量业务，让每个用户都分配到需要的资源。”盛敏坦言前期花了很多时间做理论研究，论证网络里的不同资源如何互换。

眼睛的闪光

科研和教学，在盛敏看来是分不开的。盛敏一直给本科生讲《通信网络基础》，她是教材的编写者之一，教材入选“十一五”国家级规划教材。每年的课件她都做修改，要加入最新的科研成果、研究动态，同时注意每一页PPT之间的关联，琢磨着怎么表述得精彩、生动。盛敏在课堂上把枯燥的基础知识与实际相结合，引发了很多学生对通信网络的兴趣。

“第一次听课，觉得这个老师上课好好，她会用生活中的例子去讲书本中的概念，让我印象深刻。”汪宇说，“可能是多花了些功夫，期末的时候，我考出了意想不到的成绩，满分。”2013年本科直博面试时，汪宇骄傲地告诉盛老师自己的成绩。这些年跟着盛敏做项目，做科研，汪宇越来越觉得自己当年没有选择去外校深造的决定是正确的。2015直博生朱彦与导师盛敏的初步接触也是源自本科课堂，他说：“老师上课是一定要把你讲懂，她才会讲下一个问题。如果她觉得自己讲的不清楚，或者学生反应不是特别强烈，她会重头再讲一遍，直到你听懂为止，这是非常好的，一节课就是一节课的效果。”

盛敏告诉我，同学们听懂了，眼睛里就有光，一闪一闪的，没看到闪光，她就得再讲明白些。让学生听懂还要讲得有意思，是盛敏对讲台上的自己提的要求。在给研究生、博士生上的《宽带无线通信》课程上有一章是路由算法，主要是解决路由闭环问题，盛敏会结合她遇到的生动例子，告诉学生们闭环是什么、怎么去解决。所以，她说：“教学和科研是一体化的，课堂上讲的都是我们在科研上碰到过的。”

随着教学辅助手段的更新，盛敏和团队推出了微信课堂，每一个知识点讲完，就立即将课堂上讲的知识点做推送，学生需要在5分钟内完成5道选择题或者判断题，而且大家收到的题目不完全一样。答题反馈回来，老师就知道学生是否理解了知识点。现实生活里，有蜂窝网络、卫星网、车联网等，盛敏强调不同的通信系统基本原理是一样的，她试着把网络功能设计成类似乐高玩具的小组件，让学生们像搭积木一样组合产生新的功能块，在组建的过程中，学生可以很直观地理解什么网络需要什么功能，并且让学生互评作品。

对本科、硕士、博士生的要求，盛敏总结为三个维度：本科生要会想，会思考问题、提出问题；研究生要会解决问题，有动手能力；博士生要会讲，把问题高度凝练和抽象后，用通俗易懂的语言讲清楚解决什么问题，用什么方法解决。她强调三种能力是逐层递增的。

为什么不是一万次？

2015级硕士生司琛芝已经拿到offer，他在研一就发表了论文，早早达到毕业要求，学业没压力，很投入地做科研。他告诉我：“读研后我最大的变化是动手能力强了。本科我就是一心在书本，理论强。”

盛敏在科研上精益求精的态度深深地感染着团队成员。同学们一致认为，老师在科研上是特别严谨的。朱彦记得他早期在电脑上模拟仿真时，觉得做10000次太花时间，就做了5000次后取均值。“盛老师看到曲线的结果后，就问我为什么不做一万次、两万次？”老师对细节的关注，让朱彦对好的标准有了深刻的认识。仿真10000次出来的结果还是有出入，朱彦在跟老师一次次讨论后意识到自己的误区，老师其实不在乎他的结果不如别人的漂亮或者完美，而是在引导他找到问题的症结。“如果我做出来的结果就是比别人好，但是我说不出来原因，那么在老师这里还是通不过。老师要的是，我的知其所以然。”在一次次碰壁后，朱彦随着老师的建议做调整：考虑某个因素，跟哪个做对比，把这个条件修改下……他形容是慢慢把一疙瘩毛线解开、理顺了，论文也就写出来了。朱彦笑眯眯地说着，似乎忘记了起初的受挫和烦躁。endprint

汪宇2016年在顶级通信期刊发了一篇论文，这让他自信大增，也颇有荣耀感。他说论文修改了12版，盛老师改了6个月。论文改到第10版，汪宇发现一直要修改是源于自己对整个领域的研究了解不够清晰，自己说服不了自己，所以要找老师头脑风暴。在老师的引导和刺激下，他一点点达到了自己的最好要求，最后赢得老师的认可，业界的认可。“老师比较忙，经常出差，还要教学。我是有问题就主动找老师，遇到问题做不下去了，我会写个报告，发给老师。如果时间合适，就跟老师当面交流。我知道，帮学生改论文，老师很多时候可能是在飞机上完成的。”汪宇说。

说起盛敏的忙和拼，司琛芝颇有发言权，他的实验室就在老师的办公室旁边。“盛老师总是知道我们实验室每天谁来的最早。”司琛芝透露，盛老师出差就是背那个包，老师去美国出差，下了飞机就来办公室，看到背包就知道了。

盛敏认为是不能忍受无事可做的天性，喜欢挑战的本能，让她在科研和教学中一往直前地做事情。但是，说起她的典型一天，盛敏很为难。“实际上我一天能坐在办公室的时间越来越少了，出差、上课、跟学生讨论，每天忙得连喝水的时间都不一定有了。”盛敏说，“关于项目的、团队的、学生的近期进展、要求，我就在飞机上想清楚。”她佩服那些在飞机上还能学习的人。每周她至少保证一个上午或者下午的时间，安静地看看书，了解最新的科研成果。晚上9点以后，她要求自己尽量不想工作上的事情，因为想著想着就兴奋到睡不着觉。

不要简单以为盛敏是个科研狂人，我们的聊天很愉快。

盛敏快人快语，不时让我意外。万万不会想到，纤瘦的盛敏心底里有着爱自由的浪漫不羁。

她告诉我，读博士期间她剪过寸头，因为不能忍受一成不变，就连发型也是。

“我在三十岁之前各种变化。”

盛敏露出大大的笑容，如今虽然时常有换个不一样的发型的冲动，

但是想到经常要出席会议等场合，不能搞得别人认不出来，只好忍住。

她就在直发上动点小心思，养长了，剪多点。

心烦或者压力大的时候，除了运动和吃甜点，盛敏会逛商场，“很管用”。

让她苦恼的是，她买回来的正装在年纪大点的人看来，总是不合格。

仔细看看，我大概找到了原因。采访这天，盛敏穿的西装，泡泡袖，墨绿色。

我想，她的不合格在于，她的正式里总要有点不一样，鲜亮的颜色或者是别致的小设计。

说到穿衣风格，盛敏表示不固定，她的“不能维持一个状态太久”再次印证。