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我校彭木根教授荣获北京市先进工作者称号

发布时间 : 2021-01-30 18:46 出处 : 校工会 点击数 :

2020年12月22日,北京市劳动模范、先进工作者和人民满意的公务员表彰大会在北京会议中心隆重举行,我校信息与通信工程学院彭木根教授荣获“北京市先进工作者”荣誉称号。

北京市劳动模范、先进工作者每五年评选一次,是授予首都劳动者的最高荣誉。此次共评选出劳动模范664人、先进工作者484人。

彭木根,男,中共党员,og真人,og真人app,og真人手机app信息与通信工程学院执行院长,网络与交换技术国家重点实验室副主任。教育部国家高层次人才、国家杰青、万人计划科技创新领军人才。

彭木根二十年来一直致力于我国3G/4G/5G/6G无线组网研究,发表IEEE核心期刊论文100余篇,其中ESI全球前1%高被引用论文20余篇,谷歌学术引用1万余次,连续多年入选全球ESI高被引科学家。获国家授权发明专利100余项,美国授权专利7项。牵头获国家技术发明奖二等奖、北京市科学技术奖一等奖、中国通信学会科学技术奖一等奖、中国科协求是杰出青年成果转化奖等。

此外,他还获首批北京市杰青、2019年度首都科技盛典十大科技人物、北京市“五四青年奖章”、茅以升科学技术奖-北京青年学者奖,以及多项国际重要学术荣誉,例如IEEE Fellow、IET Fellow,IEEE通信学会海因里希-赫兹奖和JCN最佳论文奖等。

附:彭木根教授先进事迹

学无止境研为国,做好当下勤补拙

——记教育部国家高层次人才、万人计划领军人才、国家杰青获得者、IEEE/IET Fellow 彭木根教授

彭木根,就像他的名字蕴意的一样,对科研事业的执着就像参天大树一样,深深扎根于科技创新和国家科技使命的土壤,郁郁葱葱,硕果累累。

从2005年博士毕业留校至今,“网络与交换技术”国家重点实验室副主任、og真人,og真人app,og真人手机app信息与通信工程学院执行院长彭木根教授一直致力于高容量低成本的无线网络研究,以“网络强国”为己任,时刻谨遵习近平主席的重要指示“科研要提升原始创新能力”,践行李克强总理“一个国家基础科学研究的深度和广度,决定着这个国家原始创新的动力和活力”讲话精神,刻苦攻关,坐得住、钻得进、研得深,在热点区域4G/5G/6G无线组网方面取得了一系列基础性创新研究成果,诠释了勇于创新的科研教学精神、艰苦奋斗的钻研拼搏品格和研以致用的社会服务能力,高效支撑了“提速降费”和“互联网+”等国家战略实施,在推进首都全国科技创新中心建设和无线通信“高精尖”产业发展等方面做出了突出贡献。

一、以国家需求为己任,矢志科研报国,实现3G突破、4G并跑

彭木根常说自己非常幸运,读博期间有机会做TD-SCDMA组网这一国家战略科研方向。2002年以来,忧虑于我国第三代移动通信(3G)标准TD-SCDMA的核心基础理论不成熟,严重制约其产业应用,彭木根放弃4G基础理论研究方向,在技术和理论一穷二白的基础上,在国内高校率先开展TD-SCDMA组网理论和关键技术研究攻关,发现了有别于欧美3G标准的核心理论瓶颈,提出了TD-SCDMA特有的多载波组网理论和扰码规划方法。为了在实际中检验和完善技术方案性能,他参加了中国最早的TD-SCDMA试验网性能测试。为了不影响群众的通信需求和通信质量,组网试验只能在凌晨进行,他和中国电信以及设备厂商的工程师等同吃同住,经历了3个多月的不眠之夜,针对实验过程中出现的各种问题,对所提理论和方案不断完善,最终提出了一整套TD-SCDMA特有的N载频组网创新方案,不断改进TD-SDMA网络性能,确保了大规模商用,成功反击了国外专家TD-SCDMA只能局部组网的妄言。彭木根将相关研究成果结合产业的实际需求,出版了影响我国3G一代人的标志性技术专著《TD-SCDMA移动通信系统》,该专著3年内连续三次改版,总印刷10余次,很多人员都是通过该书进入移动通信产业,被业内人士评价为我国3G产业宝典。

图1 产业界最负盛名的TD-SCDMA红宝书系列

为了使我国移动通信产业能长足快速发展,他呼吁国家尽快实现向后3G网络的演进,首次提出了与国外4G平滑演进兼容的我国后3G演进策略,给出了4G异构组网融合方法。他打破国家863项目牵头立项的历史,以讲师身份,联合中国移动通信集团公司,牵头组织了国内第一个多网异构协同的863项目,研究后3G网络的协作机理,提出了我国特有的TD-SCDMA/TD-LTE/GSM/WiFi四网协同组网方案,为打破国外厂商在3G方面对我们的技术壁垒,成功研发了国际首个TD-SCDMA异构网络无线资源管理平台,显著提升了四网协同性能,产生了极大的经济效益。基于该863项目研究成果,提交国外和国内技术标准文稿总计55篇,其中36篇标准技术提案写入了我国4G白皮书,部分提案提交到了国际电联ITU-R及区域性标准组织3GPP。我国移动通信产业也以此为契机,培养了大量人才,在理论、技术、产业制造和组网应用等方面成功跻身世界移动通信强国之列,我国移动通信组网理论和技术在4G及后4G国际竞争中弯道超车,实现并跑的宏伟目标。

二、聚焦热点区域高效无线组网,领跑5G超密集无线自组网

2008年8月8日晚上7时35分,彭木根在北京奥运会开幕现场准备和在电视机前的父母联系,但无论是电话还是短信都不成功。时至今日,鸟巢体育馆热情激动的现场观众发现没法打电话和发短信的焦急面孔历历在目。参加完开幕式后,彭木根马上投入到热点区域无线组网难题中,矢志实现热点区域高容量、低成本、便捷智能无线组网,期望自己的努力,能够让体育馆等热点区域无线高容量上网不再是奢望。

针对热点区域无线网络拓扑结构无定型不规则特征,彭木根从源头创新出发,构建了基于点泊松的协同组网模型,从理论上揭示出了热点区域网络容量与节点密度及分布、信道模型、功率配置等的内在尺度规律,揭示了异构协同组网容量增益成因关系。然后,针对热点区域无线网络容量低、空时动态适配性差等挑战,彭木根提出了一整套分层异构协同和网络自组织关键技术解决方案,构建了功能自适应分解的一体化协同自组织体系结构,提出了基于虚拟小区和时延感知的干扰自控制方法,解决了4G/5G微基站的干扰控制和移动性管理等关键技术难题,实现了异构无线网络的自配置、自优化、自治愈。同时,他积极进行科研成果转化落地,核心知识产权进行了转让,联合企业研发了异构微基站和无线网络自组织系列产品,微基站安装在体育场馆等热点区域场景,实现了多个运营商接入设备的共享,大量节省了安装空间,且能够绿色部署和即装即用,产生了显著的经济和社会效益,高效支撑“宽带中国”和“提速降费”战略实施。

为解决4G/5G无线网络异构协同融和后参数变量多、规划优化复杂、成本高等挑战,彭木根走在异构无线自组网研究的国际前沿,提出了基于增强自主控制环的异构无线通信系统的网络自组织方法,构建了异构无线网络自配置、自优化和自治愈整套技术解决方案。相关成果在本领域重要IEEE期刊上新发表论文20余篇,接收标准技术提案17篇,授权技术发明专利20余项。带领中国移动、大唐移动、工信部电信研究院、清华大学等单位圆满(优秀)完成国家科技重大专项课题“IMT-Advanced 自组网(SON)关键技术研发”,以第一作者身份出版了技术著作《宽带移动通信系统的网络自组织(SON)技术》,该著作获第五届中华优秀出版物奖,这是该奖项首次颁发给移动通信专著。

图2 第五届中华优秀出版物奖

三、科研国际视野和国际自信,领衔后5G云/雾无线组网

2012年,彭木根获得了国家自然科学基金首届优秀青年基金项目的资助,也被评为北邮历史上最年轻的教授之一,常年养成的科研前瞻精神,意识到我国移动通信未来将进入创新的深水区,需要有国际视野和国际资源,才能实现5G和后5G国际领跑这一宏伟目标。为此,他调研了国际上最著名的学者团队,按照最高最严标准,向美国三院院士、时任普林斯顿大学工学院院长H. Vincent Poor教授发信申请到他团队进行学术访问,Poor教授12小时内回信很高兴接受此邀请。后来才得知,Poor教授在征求了多名美国著名华裔学者意见后,虽然觉得彭木根以往的学习和工作经历都在国内,论文成果一般,但被其计划要研究的异构云无线网络所吸引,彭木根再次非常幸运,成为了Poor教授团队第一位国内博士毕业的访问学者。

在美国学术访问期间,彭木根被普林斯顿大学的深厚学术积累所吸引,疯狂地恶补以前缺乏的知识,每天过着简单的两点一线的苦行僧生活。世界各地来访的著名学者主动来普林斯顿大学做学术报告,让他大开眼界,每天都有新收获。基于自己已有的知识结构,以及对未来技术演进的预测,彭木根陆续提出了云计算和雾计算协同的异构无线组网机理,从理论上揭示了组网容量成因规律,对相应的协议和关键技术进行了突破,发表了10余篇本领域顶级学术期刊论文,其中超半数论文一经发表,一直入选ESI高被引论文,引领了相关学术领域发展。

图3 和国际同行在美国MIT学术交流

一年的国际学术访问转眼即逝,Poor教授被彭木根一年多来的丰硕学术成果所震惊,对这位首次来自国内的访问学者刮目相看,希望他能延长访问时间,但彭木根的心早就飞到了国内,他希望尽快把这段时间取得的科研成果和国内工程及标准结合,推进我国5G及后5G理论和关键技术发展。与彭木根回国道别交流时,Poor教授感触道:“你是我团队接收的第一个在中国培养的博士,但是你这一年的刻苦拼搏和成果是近十年所有访问博士或学者中让我印象最深刻的之一”。彭木根在Poor教授团队访问期间取得的丰硕成果,让Poor教授改变了没有海外求学经历的国内访问学者看法,后来陆续每年招收了一名国内访问学者。回国后,连续5年春节期间,彭木根都收到来自Poor教授的春节问候。2019年春节期间,Poor教授鼓励彭木根申请IEEE Fellow,并作为主推荐专家。2019年11月底两个好消息接踵而至,彭木根第一次被推荐就当选为IEEE Fellow,同时获评科睿唯安年度ESI高被引学者,这是北邮历史上第一次也是年度唯一一次获此殊荣。

图4 入选2020年IEEE Fellow

四、科研反哺教学,以本为本,与学生亦师亦友

彭木根醉心学术科研,更十分重视对学生的培养。在他培养的20余名博士生和80余名硕士生中,10余人次获国际学术会议最佳学生论文奖、全国博士生学术年会优秀论文奖。他积极带领本科毕业设计学生进行理论探索和科研创新,他指导的3名本科生以第一作者在本领域最顶级国际学术会议IEEE Globecom上发表学术论文。他还积极投入留学生培养工作,在他的耐心指导和巨大心血付出下,每年都有一名海外来的留学生发表多篇高水平SCI论文,顺利获得博士学位。

图5 指导的学生获IEEE WCNC最佳论文奖

与此同时,彭木根还承担了大量的本科教学任务,积极进行教学改革和创新,把理论创新成果和学生分享,激发学生从事科学研究的兴趣。他十多年如一日,坚持以本科教学为第一要务,践行教授给本科生上专业基础课的要求,一直承担本科生课程《通信网理论基础》《通信原理》《移动通信概论》《通信导论》等,同时还承担硕士和博士研究生课程《无线网络规划、优化与管理》,教学工作量十分繁重。听过他的课的同学们都交口称赞,评价他上课幽默风趣、认真负责,对于所授课程有自己独到的见解,传道授业解惑,收获巨大。

图6 指导学生进行科研实验

为了适应理论和技术的快速发展,他不断进行教案修改创新,陆续出版本科生专业基础教材《无线通信导论》和研究生专业基础教材《无线网络规划与优化导论》,已经有多所高校在教学中使用。考虑到无线物联网具有很强的前沿性、交叉性、综合性,面临一系列包括如何建立科学合理的专业课程体系、如何组建高水平教学团队进行专业建设与施教、如何找到适合无线物联网专业特点的先进人才培养模式等挑战,彭木根于2019年建设并主讲了《无线物联网基础与应用》本科生课程,这是北邮首批“高新标杆课程”。此外,基于科研反哺教学,以国际一流的无线物联网专业建设为目标,为了解决无线物联网课程国内外缺乏、相应的育人任务重要且紧迫这一突出问题,主持了北京市高等教育本科教学改革创新项目“无线物联网高新标杆课程体系研究与实践”,围绕课程体系、团队建设、人才培养等核心问题,探索科学研究与专业建设有机融合的新体系、新方法、新模式。

图7 和指导的毕业硕士生合影

彭木根十分关爱学生健康成长和快乐科研学习,当得知他指导的一名硕士研究生不幸患上淋巴癌且家庭经济困难时,立刻奔走相告,多方筹集资金,组织校内外捐助。在学生住院治疗期间,为了转移患病学生压力,组织同学们每日探望交流,在繁重的科研教学工作中,挤出时间周期性地隔着玻璃窗和学生谈心,到病房指导学生完成科研工作。该生患病三年多,住院治疗近一年半,在他鼓励和帮助下,奇迹般地完成了研究生学习和硕士毕业论文,只比同级学生晚一年毕业。奈何病魔还是在一年后再次来临,很快卷走了花季的生命,此事成为彭木根永远的痛。为此,他常告诫学生科研学习劳逸结合,自掏腰包支持学生每周进行2次体育锻炼,每两周给实验室同学过生日或者每月搞一次团建活动,让同学们体验快乐的科研和学习。

五、成果服务社会,勇攀世界高峰

彭木根在十多年的科研工作中,以第一发明人身份获得了100余项国内授权技术发明专利,5项美国授权发明专利。这些授权专利具有重要的产业应用价值,迄今有46项授权专利进行了转让,京信通信公司成功研发了异构小基站和室内智能组网解决方案。异构小基站获国家战略性创新产品认定,已经广泛应用于国内多家营运商的网络中;室内智能组网解决方案大规模应用于80多个国家的多个著名热点区域,包括国家体育馆、上海世茂大厦、巴西世界杯足球场馆、索契冬奥会场馆、莫斯科机场、休斯敦圣伊丽莎白医院等典型热点区域,打破了国外公司在热点区域智能组网方面的垄断,产生直接经济效益10亿余元。鉴于在产学研用方面的重要贡献,获2018年度求是杰出青年成果转化奖。

彭木根编制了网络自组织国家行标1项,接收标准技术文稿37篇,其中7篇写入我国4G技术白皮书的网络架构和干扰管控相关章节,SON和干扰管控等成果写入4个3GPP国际标准。搭建了热点区域基于小小区基站的异构无线协同组网硬件平台,进行了协同组网性能和典型SON用例演示,并在南京江宁4G实验网外场测试验证。工信部委托的第三方权威测试表明,小小区基站配置时间从数小时缩短为数分钟,且即装即用;异构无线网络SON模块能实现邻区关系自配置自优化,完成了相关干扰协同管控方法的性能增益测试。

图8 获得中国科协求是杰出青年成果转化奖

近10年,针对4G/5G无线网络容量受限于小区边界效应、性能分析建模难挑战,彭木根提出了无线协同组网机制,率先构建了云雾计算协同的网络容量分析模型,推导出了容量闭式解,揭示了容量增益的尺度规律,为小区间协同提供了理论基石;针对异构无线网络烟囱效应显著,导致无线网络耗时长、部署繁挑战,他发明了功能自适应分解迁移的一体化协同自组织接入网结构,研发了基站即装即用功能模块,破解了无线接入网扩展和自组织等核心难题。通过专利转让等联合研发了4G/5G精巧基站和SON系列产品,在国内外典型热点区域进行了规模商用,解决了热点区域高容量可扩展便捷无线组网难题。以第一完成人身份先后获得国家技术发明奖二等奖、北京市科学技术奖(技术发明类)一等奖等。在5G和后5G基础理论突破方面,先后获得IEEE通信学会海因里希?赫兹奖、IEEE通信学会亚太区杰出青年研究学者奖、JCN最佳期刊论文奖等。

尽管硕果累累,彭木根却依旧保持着自己一贯的作风,心中永远牢记他最喜欢的一句座右铭:学无止境研为国,做好当下勤补拙。他仍像博士刚刚毕业时一样,矢志为我国智能无线组网理论和关键技术领航国际而努力钻研,对科研新方向新研究内容有着敏锐的嗅觉,讨论学术问题时博采众长,对学生亦师亦友。在2019年科技盛典-推动“北京创造”的科技领军人物的颁奖典礼上,彭木根教授重点介绍了自己正在开展的6G先进组网理论研究,描述了面向智能的人机物互联下的垂直行业信息化远景以及对智能制造及人民生活带来的深刻变化,展望了5G/6G赋能精准扶贫和智能制造,信息通信技术正显著提升我国的科技实力和老百姓的生活水平。目前6G研究开始启动,彭木根期望能在6G深水区创新中做出自己的贡献,正带领团队加速攻关6G组网理论、多址接入和智简组网等关键技术,勇攀理论和技术高峰,力争在未来为我国6G理论、技术、标准、应用等方面国际领先竭尽全力。

图9 2019年科技盛典演讲现场

为了提高国民科学素质,彭木根在做好育人、教学、科研工作之余。立足于社会服务,利用高校科研优势,秉承科技创新、科学普及两翼齐飞的理念,致力于激发民众兴趣、推动科学思想、释放创新意识。采用走出校园,走进社区、走进行业、走进中小学的方式,巧用5G、大数据、人工智能、机器人等热门技术,开展线上和线下的科普活动。担任北京科学中心“科学大讲堂”科普专家,科学普及出版社科技/科普专家,每年开展各种形式多样的科普讲座近10次,通过面向社会组织和公众个人展示、普及、推广5G、工业互联网和人工智能领域的概念、知识、应用,推动科普事业健康、可持续、多元化发展。

图10 北京科学中心“科学大讲堂”科普现场

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