触摸通信科技尖峰

刘旭

“科研工作最吸引人的地方在于其不重复性，我非常享受带着兴趣不断探索科学未知边界的过程。以科研创新为基础，为我国通信技术领域的突破和发展贡献一分力量，是我一直以来的追求。”刚刚而立之年的西安交通大学信息与通信工程学院李昂教授快人快语，眼神中带着西北人的豪爽与热情。

2020年3月，李昂从澳大利亚悉尼大学完成博士后研究工作，通过“青年拔尖人才计划”正式入职西安交通大学信息与通信工程学院，并锁定5G和未来无线通信网络中物理层的关键技术，致力于多天线（MIMO）通信系统、毫米波通信、符号级预编码、波束成形、有益干扰、高能效通信、波束追踪等多个方向的研究，承担起陕西省科学技术厅重点项目“下一代无线网络中多用户上下行安全传输技术研究”等多个重量级科研项目，志在攻克我国通信技术领域的关键技术，彰显中国科技的硬核实力。

毅然回国，以创新发力通信科研

“学成之后，回到祖国，一直在我的计划之中。”李昂说。尽管已在国外获得专业领域的高度认可，但李昂回国的决心始终没有动摇过。2011年本科毕业于西安交通大学信息工程专业钱学森实验班，他的身上传承着交大人踏实、认真的传统。正是这种扎扎实实的作风，以及锁定目标就勇往直前的精神，让他的学术成长之路看起来比别人更顺遂一些。

本科毕业后，他保送西安交通大学信息与通信工程专业的硕士研究生，并以优异的成绩于2014年获得硕士学位。为了拓宽学术视野，他又考取了英国伦敦大学学院电子电气工程专业博士研究生，并于2018年获得哲学博士学位。2018年5月至2020年2月，他以博士后研究员身份在澳大利亚悉尼大学电子与信息工程学院从事研究工作。

但问耕耘，莫问收获，全身心投入研究工作中的李昂，却以自己的创造性工作不断收获着累累硕果。近年来，他在无线通信领域IEEE知名刊物和会议累计发表学术论文46篇，其中IEEE期刊文章22篇，其中通讯作者15篇，第一作者11篇，包括无线通信领域顶级期刊IEEE Communications Surveys&Tutorials文章1篇（第一作者兼通讯作者），IEEE Transactions on Wireless Communications、IEEE Transactions on Signal Processing、IEEE Transactions on Communications等IEEE汇刊文章17篇。在IEEE ICC、IEEE GlobeCom、 IEEE ICASSP、IEEE SPAWC等IEEE国际权威会议上共计发表会议文章24篇，其中第一作者17篇，邀稿3篇。他长期担任IEEE多个期刊和国际会议的论文评审人，2017年和2019年分别被评为IEEE Communications Letters 和IEEE Transactions on Communications模范审稿人（Exemplary Reviwer）。尤其是在澳大利亚悉尼大学期间，他曾作为组织者和分会主席，在IEEE信号处理协会旗舰会议IEEE ICASSP2020上组织了一项特别会议，其在国际通信技术领域的学术影响不断扩大。

谈到作为一位学者的成长与蜕变，李昂更多的是把困难当作成长的契机。“其实，我的成长路上也有所谓的‘空瓶期。比如我刚到英国读博时，第一次投稿的论文就一下子收到二三十条修改意见。当时对我打击很大。正是从那时开始，我明白了只有那些符合实际通信场景的方案才能够真正推动行业发展。”也是从那时开始，李昂提高了对自己的要求，并逐渐完成了从一个学生到研究者的转变。在他看来，只有不断提高对自身的要求，勇敢地突破，才能在竞争激烈的通信技术研究领域做出不凡的成果。

锁定关键技术，勇攀通信尖峰

“随着网络技术的发展和网络应用的不断扩大，人们对网络安全环境的需求，已经不亚于对现实安全环境的需求。”李昂说。

5G时代，信息安全已成为通信技术发展的关键。万物互联的大数据时代，人们会把更多的隐私、秘密、权限放在网络上，或者在网络上使用，而这些信息必然会被存储和记录，由此带来的信息安全风险也随之加深。未来，随着车联网、物联网的建立和应用，信息安全的战略意义将更为凸显。如何走在科技发展的前列，做好通信技术储备，作为通信技术专家，李昂发挥自身的技术优势，做了一系列工作。

“大数据时代，除了在通信协议层实现信息安全，通过预编码的无线通信方式加入人工噪声干扰，进而在物理层实现通信安全，在技术上将更为可靠和安全。因此，如何实现通信的物理层安全成为当前通信技术领域急需突破的难点，也成为各个国家技术竞争的重要方面。”李昂介绍说。

由于5G技术发展势头强劲，全球5G竞赛升温速度也比预期来得要快。多个国家都在围绕5G展开竞争，力争在这一领域取得领先成果。基于西安交通大学信息与通信工程专业的有力支持，李昂承担起陕西省科学技术厅重点项目“下一代无线网络中多用户上下行安全传输技术研究”，并擔任合作方负责人。

据李昂介绍，随着无线通信技术应用领域的快速扩大，无线通信技术需要满足行业急速增长的移动数据业务量。而众多无线通信技术中，多天线无线通信系统及其相应的预编码方案设计是实现高性能无线通信系统的物理层关键技术之一。然而，多天线无线通信系统传输中存在的信息流间干扰和用户间干扰是制约无线传输性能的一个主要因素，因此如何处理多天线传输中的干扰始终是多天线通信系统中的核心关键所在。从传统观点来看，干扰被认为是限制无线通信系统性能的一种有害因素，因此传统的帧级别预编码设计方案尽量减少、消除或避免无线传输中的干扰。和传统方案相比，近年来提出的基于有益干扰（Constructive Interference）的符号级预编码（S y m b o l-L e v e l Precoding）方案能极大提升多天线无线通信系统的性能。因此，基于有益干扰的符号级预编码方案引起了学术界和工业界的广泛关注。

“在多天线无线通信系统的下行传输中，通过利用额外的数据符号信息，基于有益干扰的符号级预编码方案能将原先对无线传输有害的干扰信号转化为有益的有用信号功率，从根本上解决了多天线通信系统下行传输中的信息流间干扰或用户间干扰问题，将进一步提升多天线系统的无线传输性能。这正是我们这一项目的目标所在。”李昂信心满满地说。基于这一项目，他还将有益干扰定义为使接收数据信号进一步远离检测门限的干扰信号，而有益干扰区域则为使数据符号进一步远离星座图解调门限的区域。

李昂的信心源于扎实的前期积累。据了解，李昂的博士导师Christos Masouros教授即是有益干扰概念的提出者之一，李昂自博士期间开始一直从事有益干扰及符号级预编码方案的相关研究工作，对基于有益干扰的符号级预编码方案的问题分析、数学描述、实际应用背景和需求有深刻的理解，并发表多篇 IEEE期刊文章。他2018年发表在IEEE Transactions on Wireless Communications期刊上的文章首次揭示了符号级预编码方案的最优预编码结构，同时进一步提出的低复杂度算法避免了对复杂优化问题的直接求解，在不损失性能的前提下极大降低了符号级预编码方案的计算复杂度，得到了多位领域内知名专家的肯定和认可。

李昂介绍，目前针对符号级预编码方案的研究仍然有很多科学问题亟待解决，其中关于如何应用到实际通信系统这一方面的问题尤为突出。为解决这些问题，未来他将带领团队迎难而上，努力在多个方面实现突破，包括针对多调制共存场景的符号级预编码方案研究、满足低峰均比传输的符号级预编码方案研究以及不同数据符号组合对符号级预编码方案的影响研究等，着力建立普适性的有益干扰条件数学表达式，设计低峰均比约束下的符号级预编码方案，揭示不同数据符号组合对应的预编码矩阵之间的转换关系，进而切实解决当前通信场景下的实际应用需求。

“紧密联系实际的科研工作，让人深深沉醉。”李昂说。虽然今年科研项目的进展在一定程度上受到疫情的影响，但是现在他和团队已经恢复工作，正处在紧锣密鼓的科研攻坚之中。

除了上述项目，由李昂承担的“陕西省人才计划”青年项目、陕西省科学技术厅项目“面向5G的高能效毫米波传輸方案研究”等也在持续推进中。

颠覆创新，昂首奋进再出发

随着全球科技竞争的加剧，我国的基础研究呼唤颠覆式创新。以创新性技术驱动通信技术领域发展，成为真正增强我国通信技术实力的必由之路。李昂深知这一点。在母校的支持下，他将再接再厉，带领团队勇攀通信技术巅峰。

据李昂介绍，西安交通大学信息与通信工程专业是我国原“211工程”和原“985工程”中学校重点建设的学科，入选了首批“双一流”学科建设名单。近年来，学校承担和参与了重大专项、原“973”计划、“支撑”计划、原“863”计划、自然科学基金项目等国家级课题及重大横向合作课题80余项，充裕的运作空间和舒适的科研环境，进一步提升了在职科研人员的科研能力。在学校的支持下，他在全力开展研究工作的同时，也在积极构建学生培养和团队建设方案。未来，他将着手建立一个以年轻教师为主，对于符号级预编码方案设计及未来多天线无线通信系统物理层技术进行系统性研究的科研团队，为我国通信技术领域做好人才储备。

他山之石可以攻玉，李昂非常重视国际交流与合作。多年的海外留学及研究工作经历，使他和无线通信领域多位外国知名专家保持着良好的合作关系，包括英国伦敦大学学院Christos Masouros教授（IEEE Senior Member，英国Royal Academy of Engineering Research Fellowship特别资助学者），卢森堡大学Bj？rn Ottersten教授（IEEE Fellow），美国加州大学欧文分校A. Lee Swindlehurst院士（IEEE Fellow，瑞典皇家工程科学院外籍院士），澳大利亚悉尼大学Yonghui Li教授（IEEE Fellow）和澳大利亚悉尼大学Branka Vucetic院士（IEEE Life Fellow，澳大利亚科学院、工程院两院院士）。未来，他将以此为契机，与英国伦敦大学学院、澳大利亚悉尼大学、卢森堡大学等国际著名学府建立更为紧密的长期合作关系，通过定期的相互交流访问、学术研讨会、推荐研究生和博士生等形式，共同进行高水平的学术研究，服务我国通信技术领域的发展。

作为青年拔尖人才回到母校，李昂说：“这是一种压力，也是一种动力。”

他将以此为崭新的起点，扬帆再出发，用更高的标准要求自己，做无愧于时代的奋进青年，为我国通信技术的发展贡献力量。