科技日报记者 娄玉琳
8月31日，为期62天的2025年暑运结束。当万千旅客在车厢里流畅地刷着短视频，当高铁精准停靠在站台，或许很少有人意识到，每次顺畅通信、每次平稳运行，都离不开一条看不见的“通道”。北京交通大学电子信息工程学院院长、教授艾渤就是这条“隐形通道”的铺设者之一。
作为高铁无线信道研究领域的领军者，艾渤带领团队用十余年，在高速移动的复杂场景中捕捉无线电波，让“隐形通道”——无线信道变得可测、可控、可优化。他参与完成的“无线信道智能建模和推演关键技术”入选2024年度信息通信领域十大科技进展。
前不久，科技日报记者在位于北京交通大学的先进轨道交通自主运行全国重点实验室内见到艾渤并对他进行了专访。
奔波多地采集数据
高考后，艾渤被中国人民武装警察部队工程大学无线通信专业录取，从此与无线通信研究结缘。在清华大学进行博士后研究期间，艾渤从事的地面数字电视研究涉及无线传输技术。
2007年，刚进入北京交通大学的艾渤，带着博士后期间积累的无线传输技术经验，在北京交通大学教授钟章队的引领下，进入高速移动场景的无线信道研究领域。
“列车在高速运行时，无论是负责控制信号传输的专网还是供乘客使用的公网，都会出现无线传输不稳定的情况。其根本原因是信号在传输过程中产生了畸变。信号畸变可能让列车指令‘迟到’，甚至‘失真’。”艾渤介绍，“要解决这一问题，就得先摸清信号传输‘跑道’——信道的‘脾气’，了解它为什么会使信号产生畸变。”
要研究信道，掌握大量数据是前提。此后，每年三个多月的户外数据采集，成了艾渤及其团队雷打不动的日程安排。
场景不同，信道特征就不同。不同海拔、地形、气候、时间都会对信道特征产生影响。因此，采集数据要在多种场景下进行。
2011年，艾渤带领6名博士生踏上了数据采集之路。
“有时要求数据测量环境特别安静，我们就需在凌晨去测，从零点测到凌晨四五点。”艾渤说，“测量也不分地点，很多铁路基站在田地里，有的接近坟地。”
一天凌晨，艾渤和团队成员在坟地附近的基站采集数据。“换班的人来之前没打招呼，把几个胆子小一点的学生吓得够呛。”艾渤回忆道。
这次测量涉及11个城市、跨越5000公里、收集数据上亿组。不过，在报出这组数字的时候，艾渤的语气寻常。
这确实只是他和团队“随时随地大小测”的经历中稀松平常的一段。
郑西高铁开通前，艾渤和团队在运行的高铁上开展信道测量。测量时，高铁的窗户是打开的。列车疾驰时卷起的尘土打在他们的脸上。一天测下来，每个人的头发、衣领里全是黄土。“我们一下都变成了‘土人’。”艾渤说。
艾渤还曾带领团队成员深入印尼的热带雨林收集数据，探索雨林环境对信号传输产生的影响。有次突降大雨，为了保护数据硬盘，他们把衣服等盖在仪器设备上，自己却成了“落汤鸡”。
不舍昼夜收集来的一手数据构成了艾渤团队的重要研究基础。多年来，他们取得的多项研究成果被写入国家铁路局行业标准/规范，并应用于京沪高铁、雅万高铁等线路。他们提出的40余项提案被国际标准组织（3GPP）、国际电信联盟（ITU）、IEEE标准组织等采纳，推动了中国高铁通信标准的国际化。
让前沿技术赋能研究
在5G、6G时代，通信场景和方式的多样化，使无线电波传播过程变得愈发复杂。这对信道变化规律的预测和建模提出了挑战。
针对无线通信系统传播环境难以被准确感知、信道特征难以建模预测这两大难点，艾渤等人研发了“无线信道智能建模和推演关键技术”。这一技术突破了传统建模方法在泛化能力、预测精度及快速推演方面的局限，实现了高精度的实时信道推演。相关成果已经在铁路、国防、工业等领域应用。
这项成果不仅为5G、6G时代通信系统设计提供了技术支撑，而且推动了基于人工智能的信道建模可解释性的发展。
探索如何让人工智能和空天地一体化等前沿技术更好地赋能无线信道研究是艾渤当前的工作重点之一。
“未来，利用人工智能技术，高铁会成为能思考的‘智慧体’。”艾渤说，这是他们团队的目标。
这个“智慧体”可以自主感知环境——通过卫星定位、车载传感器和铁路沿线传感器，实时感知沿途的信道变化以及基础设施和车体状态，就像人能感知路况；能够自主学习优化——人工智能系统会记住暴雨、隧道、山区等场景的应对策略，下次遇到类似情况自动调整。
“你看列车到站时，车门总能对准站台。为什么它能够精准定位？靠的就是轨道里的应答器和轨道电路。”艾渤对记者说，目前他和团队正在研发地星协同定位技术，通过地面基站与低轨卫星的精准配合，让列车定位精度达到亚米级。
“未来，轨道上看不到一个应答器，列车照样能精准停靠。”艾渤说，“不过，想要使这样的设想成真，还需解决算法、硬件等方面的问题。”
倡导快乐科研
在采访中，艾渤多次提到“情怀”一词。
“做科研，情怀很关键。”艾渤说，对于军人出身的他来说，爱国是一切情怀的基础。
今年在为本科毕业生上的最后一堂课上，艾渤一字一顿地重提南开大学首任校长张伯苓的“爱国三问”——你是中国人吗？你爱中国吗？你愿意中国好吗？
“这‘三问’当年提出时非常震撼，也是当下年轻人需要认真思考的问题。”艾渤说。
除了爱国，艾渤培养学生的另一个关键词是“快乐”。他常对学生说，自律和坚持固然是科研人员的必备素质，但保持快乐和开放的心态同样重要。
在艾渤看来，放松的心态能够让人的思路从狭窄的河道变成宽阔的海洋。“不少同行说，科研很苦。我觉得苦是肯定的，但是乐趣也有很多。研究灵感在心情放松时更容易出现，甚至可能在玩耍时闪现。”他说。
为了帮助学生调整心态、缓解科研“卡壳”时的负面情绪，艾渤将自己“修炼”成一名“段子手”。“我攒了不少段子，经常讲给学生们听，就是想给他们解解压。”他笑着说。
采访结束后，艾渤急匆匆奔赴一场会议。“没办法，要做的事情太多，有时周末甚至比工作日还忙。”他笑着说。他的笑容里，透着科研工作者的勤奋和执着，更有知识分子的家国情怀。
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