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李乐民院士:我们学电子信息的,一刻都不能懈怠!

作者:采集工程 中国科学家  发布时间:2019-09-01 10:34:24   来源:   

从上世纪50年代只有国家机关才有电话,到现在人人都有手机;从80年代网络通信零基础,到光纤宽带进万家,手机上网看视频……通信事业发展之迅猛,用日新月异形容并不为过。

  这一切是李乐民1950年在上海交通大学开始学习“电讯”学科的时候根本无法想象的,但也是他一直孜孜追求的。

  屈指算来,李乐民与通信结缘已经69年。这69年里,他为中国通信事业做出了自己的应有贡献。回顾从事通信教学科研的一辈子,李乐民说,通信是国家发展最快的行业之一,能为这份事业添砖加瓦是自己的荣幸和责任。

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李乐民,通讯领域专家,中国工程院院士

乐数理,换专业学通信

  李乐民生于1932年5月28日,“乐民”来自《论语》“有朋自远方来,不亦乐乎”,是父亲李庆贤起的。李庆贤是我国知名物理学家、物理教育家,也是当时少有的“海归”博士。

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李乐民随父亲李庆贤(左)到东吴大学参加1945年毕业典礼

  受父亲影响,李乐民酷爱数学和物理,甚至连三角函数表都背了下来。1949年,李乐民以第一名的优异成绩从东吴大学附中毕业。他本可以免试就读东吴大学,但他更想去被誉为“东方的MIT”的交通大学学习。

  李乐民的二舅金忠谋当时是交通大学机械系的教授。他告诉李乐民,纺织专业容易找工作,而当时只有交通大学有纺织专业。于是,李乐民便听从了二舅的建议报考了纺织专业。

  但一年后,李乐民发现纺织专业并不适合自己,于是申请转到电机系。当时电机系分为“电力组”和“电讯组”,李乐民对“电讯组”十分感兴趣,他认为:“电讯组研究的都是电话、电报、收音机等人们常用的东西”。

  1952年,全国院系调整。为了适应国家建设要求,李乐民和同学提前一年毕业。经过慎重思考,他服从统一分配成为了交通大学的教师。

乐吃苦,迁成都入成电

  1955年,国家第一个五年计划开始实施,全国要建设156项重点工程,其中要以成都为中心建设西南无线电工业基地。二机部和高教部牵头筹建成都电讯工程学院(简称“成电”,1988年改名为电子科技大学),专门培养高级电讯技术人才。

  1956年,李乐民前往成都电讯工程学院任教,从此成都也成了他的第二故乡。

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1956年,成电举行首届开学典礼

  来成都时,李乐民只带了两个箱子,他心里已做好了吃苦的准备。

  多年后,李乐民回忆这段经历:“虽然远离父母,但是服从了国家需要,到了中国最新建设的以电子工业为背景的新型大学,我觉得还是很值得的。”

  1957年,李乐民晋升讲师。他根据专长开设了《脉冲多路通信》课程。多路通信是指用一条公共信道建立两条或多条独立传输信道的通信方式。这门课在当时国内高校比较少见的。讲课时,他力图用最通俗的方式,把复杂的理论知识讲给学生听,因此受到了学生们的欢迎。

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学生正在使用实验设备做实验

  1961年,《脉冲多路通信》讲义出版,书中特别对“时分多路通信”进行了系统梳理和研究,与当时国际科技前沿密切呼应。当时,通信技术正在从模拟信号向数字信号发展,而与之对应的多路通信技术也正在从频分多路通信向时分多路通信转变。

乐创新,研制国内首套“载波话路用9600bit/s数传机”

  1970年,成电接到一项重要研究任务——研制“载波话路用9600bit/s数传机”。

  以前的电话使用的是模拟通信,在传输距离拓展,信号会发生畸变和衰减,经多次转接,信号失真越来越大。要在属于模拟通信的载波电话话路中传送数字信号,需用数传机(也称调制解调器)。“载波话路用9600bit/s数传机”,就是解决9600bit/s的数据在一个频带约为3千赫的载波话路中传输,9600bit/s指的是传输能力。该机要采用高精度的自适应均衡器。

  当时中国通信核心技术、设备和基础建设都非常薄弱,只有清华大学曾完成了“载波话路用4800bit/s数字传输”。

  成电组织了近百名科研人员,进行研究试制。在前期方案论证中,李乐民提出的“相关编码”方案得到大家认可,被作为“数传机”的总方案,他在研究中负责总体技术,并具体负责“自适应均衡”研究,这是整个系统的核心关键技术。

  国内当时还没人做过高精度的自适应均衡器,李乐民千方百计搜集了国外文献资料,经过研究后,他觉得国外的技术方案相对复杂,根据基本原理应该可以设计出更简化的方案。

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1972年,李乐民在阅读“数传机”相关学术文献

  简化后行不行、会不会影响性能呢?李乐民还要用大量的实验进行验证。定下总体设计方案后,他把方案细化成很多部分,分给均衡组的老师。因为当时只有用集成度不高的器件组成电路,整个均衡功能的实现需要40多块板,再将其连通调试。联调后,如果能起到自适应均衡作用的话,示波器观察会明显出现六个“眼睛”。

  刚开始,实验结果总不理想,不是一团糟,就是只有一两个“眼睛”。研究组仔细检查发现,元器件质量参差不齐,40多块板子上的元器件很多,只要一个元器件没有调好,电路就不能正常起作用。最终,在攻关工作进行半年多时间之后,示波器终于出现了睁开的“眼图”,证明自适应均衡器设计成功了。再经过一年改进,得到了很清晰的“眼图”。

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1970年,李乐民在成电做数传机实验

  李乐民不但要解决自适应均衡的问题,还要负责整机调试,研制期间几乎每天工作到凌晨2点。但他从不觉得苦,从来没叫过累,以科研为乐,以解决实际问题为乐。

  1973年,数传机送北京进行检验。实验证明,李乐民主持设计完成的数传机能对从北京到成都这样的远距离通信畸变问题进行校正。

  我国第一台“载波话路用9600bit/s高速数传机”诞生,解决了自适应均衡的关键技术,获得了专家们的一致好评。

  我国著名通信专家张煦院士曾这样评价李乐民,通信信道的核心问题之一就是均衡,李乐民在通信界闯出名气,就是因为他确实把“自适应均衡”钻研透彻了。

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李乐民与叶佳祥合著《数字传输设备中的均衡器》

乐开拓,48岁再求学

  1979年,李乐民评上了副教授,同时他也获得了出国再学习的机会。按照规定,副教授不用考试便可出国,但李乐民还是决定考一考。考试内容包括英语和业务课。

  为了考试,李乐民花了不少时间做准备,不仅英语得了“优”,专业基础课更是得了160分。原来专业基础课的考试有8个题目,只要选做5个题目就可以了。如果5个题目全对就得100分,8个题目全对则是160分。

  出考题的张有正教授说,8个题都做对是很难的,但是李乐民做到了,参加考试的人里就他一个人全对。

  后来有人问学校有关负责人,出国要达到什么样的水平?负责人拿出李乐民的答卷说:你们看看这个答卷就知道了。

  张有正的考题和李乐民的答卷都成了样板。

  即便如此,李乐民并不自满。他觉得,对于专业课考题,自己只对5个题目是有把握的,还有些东西没有掌握好,需要进一步学习,这也更加坚定了他要去国外学点真功夫的决心。

  1980年,李乐民抵达美国,跟随加州大学圣迭戈分校的Laurence B.Milstein教授做研究,他也是Milstein教授课题组的第一个来自中国的访问学者。

  Milstein教授从事扩频通信和数字通信研究,在美国两年,李乐民将Milstein教授的扩频通信中抗窄带干扰研究和自己的自适应均衡信号处理研究结合起来,取得了良好的效果,李乐民在IEEE通信学报发表了抗窄带干扰研究的三篇论文,达到国际先进水平。

  比李乐民小10岁的Milstein教授对他的这三篇论文十分赞赏,他曾对李乐民说:“过去我对中国大陆学者不了解,现在看到了你的工作是出色的,很了不起!”

  也是在美国,李乐民学会了使用计算机,并自学FORTRAN语言,大大地帮助了他的研究工作。他在美国发表的论文也是得益于计算机的仿真计算。

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  1982年,李乐民在美国加州大学圣迭戈分校留影(左起:李乐民、Milstein 教授、Helstrom教授、窦瑞华)

  1982年8月,李乐民回国。当时就接到成电的新任务——“建立一个信息系统研究所”,学校任命他担任所长。此后,李乐民带领大家研制“140兆比特/秒数字彩色电视光纤传输系统”,为了攻克难关,已经五十多岁的李乐民一如既往地忘我投入。学生曾大章回忆,1983年底正是项目关键时期,大年三十师生两个人还在实验室里调机器,一直调到六七点钟,才各自回家吃年夜饭。

  项目研制成功后获得电子工业部科技进步一等奖,这个项目在学术上的意义有两方面:第一是首次在国内实现了彩色电视的数字传输;第二个是在国内实现了彩色电视的远距离光纤传输,在中国那个光纤传输全靠从美国进口的时期,也具有划时代的意义。项目的成功在通信研究院所和工业界引起了很大关注,为现在普遍应用的宽带数字电视打下了基础。

  此后,李乐民敏锐地意识到宽带网络将成为日后的热点,便把研究方向定位在数字通信传输和通信网技术和设备。20世纪80年代末到90年代末,团队研制出系列化实用化的光纤网络设备,为中国当时落后的通信网络、局域网的提升做出了突出的贡献,改变了很多行业的数据传输速度和质量。

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1986年,李乐民在研制光纤以太网设备

乐为师,桃李天下

  1983年,李乐民招收了一名硕士研究生。这是李乐民自1978年恢复正常教学以来招收的第一位研究生。1986年,李乐民成为成电“通信与电子系统”博士生导师,是成电在该学科的首位博士生导师;迄今,他已培养硕士生毕业120名、博士生毕业88名。

  许多学生形容,李乐民讲课很有激情,上课声音很大,他尽量用最简单的话,把复杂的原理讲清楚。当时,李乐民的通信课程常被安排在上午。上午学生们容易因贪睡而迟到,但李乐民的课上却少有迟到,同学们甚至是争抢着坐在前排听讲。

  在一次讲座中,李乐民曾对学生们说:“我们学电子信息的,一刻都不能懈怠,打一个盹,落后的距离就很难再追上了。”在深厚的学术积淀之上,他更准确更清晰地为弟子们和学科发展指明方向。

  现在他的学生很多已成长为通信行业的领军人物:国内移动智能网技术的“拓荒者”、长江学者廖建新;TCL集团前副总裁、摩托罗拉全球副总裁刘飞……

  学生的成绩斐然,李乐民说,这些同学来读博士之前都有扎实的基础,他们都很勤奋,“我只不过给他们提供了一个学习的地方而已”。

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2017年11月2日,李乐民在上海南京路与刘飞合影(左起:彭水贞,李乐民,刘飞)

乐建言,连任五届全国人大代表

  1986年,李乐民被批准为国家级有突出贡献中青年专家。1989年,被授予全国先进工作者称号。1997年,被选为中国工程院院士。同时他还是第六至第十届全国人大代表。

  从1987到2007年3月参加第十届全国人民代表大会第五次会议,李乐民在二十一年的时间里,连续担任了五届全国人大代表,为传达“两会”精神、反映民心民声、倡导素质教育、推动“三网融合”、呼吁出台“电信法”等工作尽心尽力。在2012年的《光纤通信信息集锦》出版献词中,他希望“以三网融合为契机,推进我国城镇光纤化,做大做强我国光纤通信产业。”

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李乐民在北京参加“两会”(左起:陈营官 李乐民 刘应明)

有“信”自远方来,不亦乐乎

  李乐民有个小习惯,就是喜欢吹口哨,不仅让自己乐在其中,也让周围的人在紧张的研究至于得到了放松。

  关于他吹口哨还有个小故事。有一天,学生发发现李老师的口哨声没有以前响亮了。担心老师身体有变的同学便上前询问,李老师笑着说:“没事没事,就是年纪大了,牙掉了。”不过听不到以前的口哨声,同学都有些不适应。不过没过几天,响亮的口哨声又回来了,学生一打听,才知道原来换上了假牙。

  口哨陪伴李乐民经历了铜线变成光纤、模拟信号变数字信号、电子管变集成电路。从大学时代邂逅通信开始,在积极乐观的口哨中,他从通信时代的参与者、逐渐成为了推动者、践行者、见证者。

  李乐民的人生像一条宽阔的河流,在平静之中孕育着壮阔波澜。他用毕生的精力为信息社会的到来做着各种努力,如今,信息社会已然来临,但他依然奋斗不息。对他来说,生命已经与通信事业凝为一体。

  如果要用一句话来概括李乐民院士的一生,那么,我们可以说:他一直在用生命拥抱信息时代!


  参考文献

  1.《通信科教65年——李乐民 传》(老科学家学术成长资料采集工程研究报告),张娜、王晓刚

  2.《育人60载桃李遍全球 院士80大寿副总裁送上特别礼物》,四川在线

  3.《李乐民:培养出83位博士的通信专家》,华西都市报

  4.本文图片来源于老科学家学术成长资料采集工程