稳扎稳打的实战中,陈山枝将这种科研精神比作“拉犁”,“踏踏实实、认真地做好眼前的每一件事,并在过程中总结经验与教训,不断提升自己。

陈山枝,汉族,中共党员,工学博士,博士生导师,教授级高级工程师,国家杰出青年科学基金获得者,IEEE Fellow。现任中国信息通信科技集团有限公司(简称:中国信科)副总经理、总工程师、科技委主任,无线移动通信全国重点实验室主任,移动通信及车联网国家工程中心主任。曾任国家863计划信息技术领域专家组成员,以及国家「新一代宽带无线移动通信网」重大专项实施方案编制组专家成员等。

陈山枝长期致力于移动通信理论与关键技术研究、标准制定和产业化工作。作为项目/课题负责人,陈山枝主持过十多项国家重大科技专项、国家863计划、国家自然科学基金、国家重点研发计划等课题。面向国际竞争前沿和国家重大战略,攻克4G和5G多项关键核心技术,为我国“4G并跑、5G引领”做出了突出贡献,是蜂窝车联网(C-V2X)国际标准的技术路线奠基者,倡导并推动我国发展基于5G的卫星互联网技术体制,提升了我国在移动通信领域国际标准和知识产权的话语权及产业竞争力。

陈山枝曾获国家科学技术进步奖特等奖(2016)、一等奖(2012)和二等奖(2001),国家技术发明奖二等奖(2015),何梁何利基金科学与技术创新奖(2017)等。

 

“Across the Great Wall we can reach every corner in the world.(越过长城,走向世界)”1987年9月20日,中国第一封电子邮件从北京发送至德国卡尔斯鲁厄大学,揭开了中国人使用互联网的序幕。同年11月18日,我国第六届全运会在广州召开,时任广东省省长的叶选平接通了900MHz移动电话,从此,我国进入第一代移动通信(1G) 规模商用阶段。 

那时“大哥大”在国内刚刚兴起,很少有人知道计算机是什么,更少有人了解移动通信和互联网为何物。这一年,陈山枝面临着每个高考生都要面对的十字路口,“听父母的建议,读医?好像没有兴趣。”无意间,他注意到西北电讯工程学院(现西安电子科技大学)的交叉专业“计算机通信”,这一眼,他与通信结下不解之缘,从本科念到博士,再到该领域的专家,中国移动通信技术与产业的领军人物。如今,工学博士、教授级高级工程师、博士生导师、国家杰出青年科学基金获得者,大唐电信集团总工程师、副总裁、技术与产品路标委员会主任,无线移动通信国家重点实验室主任,中国信息通信科技集团有限公司(注:2018年烽火科技集团和大唐电信集团联合重组而成)副总经理、总工程师、科技委主任等,集团TD-LTE工作组组长、5G工作组组长、车联网工作组组长、特通SoC通信终端芯片重大项目指挥部总师、卫星移动通信工作组组长等,成为一个个标签印在了他的身上。

 

敢想敢闯,好奇心孕育科研梦

1987年,和所有大学新生一样,带着疑惑和好奇心,陈山枝从浙江台州的滨海小镇,来到了文明古都西安。边探索这座城市中,他所求学的通信专业也开启了他人生的新方向,并逐渐让他着迷。“当时我也不懂,没想到‘出于新鲜和好奇’的通信专业,成了我一辈子的事业,干到现在。”陈山枝如是说。

西安电子科技大学求真务实的治学态度培养出的学生基本功都很扎实,使得陈山枝的科研能力在硕士求学时凸显。1991年,陈山枝以优异成绩考上了邮电部邮电科学研究院(原电信科学技术研究院暨大唐电信科技产业集团前身)的研究生,师从院副总工严烈民,继续深造通信与电子系统专业。导师对待工程开发的严谨态度深刻地影响着陈山枝,在他日后的求学与工作中逐渐显现。

1993年,陈山枝依旧孜孜不倦搞科研,针对宽带数据网多业务多协议的优先级交换与控制等难题,他提出多优先级控制高速交换矩阵技术,处于国际先进水平,成果发表在SCI国际学术期刊《Telecommunication Systems》上,这在当年的硕士生中十分少见。

1994年,我国邮电部决定上马第二代移动通信(2G),数字移动通信商用开启;同年,中国进入互联网时代;二者在3G开始融合发展,推动了我国移动互联网产业崛起。这一年,陈山枝因成绩优异被免试推荐到北京邮电大学攻读博士学位。他的博士生导师是以学风严谨著称的两院院士陈俊亮先生。两人第一次见面时,导师就说:“活得干,论文也得出”;另一位导师程时端教授的悉心指导对他深有影响。博士期间,陈山枝将大部分精力都用在了学习和科研上。

彼时的他不仅作为骨干科研人员参加了国家自然科学基金的课题研究,还在1996年前往比利时Alcatel Bell研究中心开展科研交流,并赴伦敦参加IEEE Globecom会议作论文报告。陈山枝凭借自己设计的核心算法,在Alcatel Bell实现了国际上首例宽带网络生存性实验,在国际崭露头角。

按照北邮要求,博士期间发表2篇学术论文便可毕业答辩。但陈山枝发表了20多篇中英文学术论文,一半是英文发表在IEEE Globecom和ICC等国际学术会议和期刊上。他毕业数年后,仍是北邮国家重点实验室博士生中,发表学术论文质量最优、数量最多的学生。

“三位导师严谨的治学态度、执着的敬业精神、科技报国的满腔热情,一直影响和鼓励着我在科研道路上努力前行。”回忆求学之路时,陈山枝说道。

在前辈的教侮和指引下,陈山枝积累了扎实的科研经验,通过国外科研之行开阔了视野,提升了科研能力和项目管理水平。这为他刚参加工作就能独挡一面打下了基础。

 

勇于突破发挥 “拉犁者”的精神

1997年,正值中国各大互联网公司悄然崛起,同年大唐提出我国第一个拥有自主知识产权的TD-SCDMA 3G技术。年初,提前半年完成博士论文答辩的陈山枝,迎来了第二个重要人生路口,入职电信科学技术研究院高鸿公司(即大唐高鸿)。此后,陈山枝的步子越迈越宽,科研的脚步从未停歇。

刚一入职,陈山枝就扛起了主持研制我国首套宽带多业务接入交换机的重任,带领团队刻苦攻关,终于在1999年成功开发出国内第一台宽带接入交换机,打破了国外厂商垄断局面。该交换机广泛应用在多个省级宽带数据网中,为中国互联网走进千家万户提供了必不可少的硬件支撑。该项目获得2001年度国家科学技术进步奖二等奖。

星光不负赶路人。同样在1999年,“埋头苦干”逐渐崭露锋芒的陈山枝抓住了重要的机会:竞争入选国家“863”计划通信技术专家组成员。年仅30岁的陈山枝,凭着专业水平和管理经验,成为专家组极为年轻的重要成员。耳濡目染下,培养了他战略思维,为今后“仰望星空,脚踏实地”打好了根基。

2004年,在TD-SCDMA 3G产业化攻坚阶段,陈山枝被调任为大唐电信集团副总工程师(总工程师空缺),担起了制定TD-SCDMA 3G芯片、基站、仪表等技术与产品路标的重任,同时参与了TD-SCDMA 3G牌照发放的政策研究和推动工作。2008年,被晋升为总工程师,2009年担任主管研发的副总经理,并长期担任集团技术与产品路标委员会主任、无线移动通信国家重点实验室(副)主任、移动通信及车联网国家工程研究中心主任,成为集团科研布局的总负责人。

稳扎稳打的实战中,陈山枝将这种科研精神比作“拉犁”,“踏踏实实、认真地做好眼前的每一件事,并在过程中总结经验与教训,不断提升自己。”这不仅让他在学术研究上实现一次次重大突破,在工程实践中他也总结出很多“门路”,为我国移动通信事业跨越式发展做出了突出贡献。

 

技术创新,助力4G并跑5G引领

历史的车轮持续向前推进,中国移动通信技术与产业日新月异。二十年来,我国移动通信产业打了一场漂亮的“翻身仗”,实现了“3G突破、4G并跑、5G引领”。陈山枝既是时代的见证者,他还是核心技术贡献者、标准参与者和产业推动者。在陈山枝看来,“技术路线的正确选择源于对核心技术的掌握”。在大唐电信集团/中国信科集团任职间,他始终深耕一线科研工作。

4G时代,陈山枝针对4G多天线多用户带来的资源调度和干扰管理等工程难题,提出空域与时域、频域资源协同分配和干扰管理方法;提出高频高速热点接入技术LTE-Hi,解决了多小区多用户灵活高效资源分配、干扰协调、密集接入等工程难题。相关成果写入4G TD-LTE国际标准,发明专利成为4G标准必要专利,应用在4G TD-LTE商用网络,有效提升系统容量和小区边缘用户速率。

他和团队还深入研究多天线传输及信道特征,提出波束空间复用方法,兼具空间复用和波束赋形优势,解决了深度利用空域资源提升频谱效率和系统容量的业界难题,成为4G和5G核心技术,提升了我国主导TDD制式在4G和5G的竞争力。

5G时代,他在2014年发表的“The Requirements, Challenges and Technologies for 5G of Terrestrial Mobile Telecommunication”(ESI高被引论文)中指出TDD和大规模天线相合将是5G的重要方向,已成当今事实。他和团队在波束空间复用方法基础上,提出基于TDD大规模天线波束赋形技术,攻克5G引入大规模天线引发的高复杂度、高动态性、快时变信道等工程难题;提出软件定义去中心化网络架构(Softnet)、用户为中心的超密集组网方法(UUDN)(其论文是ESI高被引论文),攻克动态组网和高流量密度难题,写入5G国际标准,成为关键技术,相关发明专利成为标准必要专利。组织团队于2016年全球首发3.5GHz的 256天线阵列规模最大,处于国际领先水平,为我国“5G引领”做出突出贡献。

为推进我国信息通信产业长远发展,陈山枝始终站在技术前沿,积极谋划推动技术产业创新。2018年,他最早提出了我国发展与5G兼容的低轨卫星通信体制的建议,并被采纳。此后,陈山枝带领团队解决了卫星与地面移动通信融合的工程难题,组织集团内部各相关单位协同开展5G宽带卫星通信体制攻关任务,牵头主导完成接入网、核心网与安全等体制规范的制定,完成相关样机研制和基于5G融合协议体制的测试验证,成为国家战略科技力量之一。

渐行渐近的6G时代,陈山枝和团队早有预研和积累,发表的“Vision, Requirements, and Technology Trend of 6G”已是“ESI高被引论文”,提出了6G两大标志以及对应的6G核心技术引擎,包括:星地融合移动通信,实现6G全域与空间覆盖;用户为中心的弹性可定制网络架构,应对6G虚拟空间(元宇宙)深度交互需求挑战。他对6G方向和关键技术的展望与把握,在全球学术界和产业界产生了重要影响。

 

标准之争,为产业发展护航,担起时代遇的历史使命

标准先行是通信产业发展的重要根基。从1G到5G,每次移动通信技术代际变革都伴随着标准之争。如陈山枝所言,“标准的形成过程是综合博弈的过程,这种博弈体现着一个技术、一个产业、一个国家的综合影响力。一个系统性的移动通信技术与标准,其市场规模以千亿、万亿级计算,因此谁掌握了话语权,谁就能够占据竞争的优势。” 大唐在这场战役中功不可没,而身为总工程师和主管研发副总裁的陈山枝起到了举足轻重的作用。

过去,1G和2G时代,我国从标准到产业都处于空白状态,市场话语权较低。为快速追赶,陈山枝介绍,3G时代,大唐最早提出了我国主导的TD-SCDMA成为国际标准,但因芯片和终端等环节薄弱,同时遭遇WCDMA、CDMA2000等FDD制式的3G标准挤压,最后只在中国实现商用,但在中国市场实现了三分天有其一的目标。

 “欧美国家3G发牌在2003年左右,我国因为产业链成熟问题2009年才发。一般当一代移动通信标准制定完成和开始商用,业界便着手下一移动通信技术预研。但我们一边做TD-SCDMA 3G相关产品研发,一边做4G技术预研,双线作战。”陈山枝介绍道。

2003年,迎来一个重要转折点。国际电信联盟(ITU)提出4G概念及需求,启动4G国际标准遴选,为我国带来沿TDD技术路径赶超世界先进水平的机会。

当时FDD制式已在全球商用,形成了技术惯性、产业惯性,很难被颠覆,我国要想在4G时代掌握话语权必须力保TDD体制。2005年起,Intel领头主推TDD制式的WiMAX开展4G竞争,全球众多运营商和头部设备商选择了WiMAX路线,国内也有专家建议政府尽快为电信运营商发放WIMAX牌照,形势异常严峻。陈山枝表示,为应对竞争,大唐于2005年11月提出基于OFDM TDD技术方案被3GPP LTE采纳,该方案充分考虑了TD-SCDMA技术延续和标准演进升级,奠定了TD-LTE 4G标准化的基础。

2007年左右,同为TDD 制式的WiMAX和TD-LTE间的技术路线竞争空前激烈。那时,国家科技重大专项“新一代宽带无线移动通信网”实施方案编制刚开始,陈山枝是专家组的成员,也是大唐电信集团TD-LTE工作组组长、技术与产品路标委员会主任,心承重压。

在4G技术与标准路径选择上,陈山枝带领团队对WiMAX进行了深入研究,相比于TDD制式的TD-LTE,指出其有四大弱点:一是仅是固定宽带无线接入技术,对移动性支持严重不足;二是没有解决TDD制式特有的同频组网问题;三是干扰协调能力弱;四是忽视了组大网的重要性和难度,不能够保证电信级端到端服务质量。

为了争取有利局面,2007年,陈山枝与同事出访北欧,拜访在3GPP有较大话语权的FDD LTE核心企业爱立信的CEO、CTO等高层,达成符合双方利益的战略合作,共同应对WiMAX挑战。2007年前后,陈山枝还代表大唐多次公开发表对WIMAX的见解,包括2009年在瑞士国际电信联盟(ITU)举办的电信世界论坛上,指出其存在的诸多问题。

几经周折,大唐抗住了重压,在我国相关主管部门、电信研究院和中国移动等运营商及行业专家们的大力支持下,从我国产业基础及长期发展、技术路径依赖及长期演进的高度,团结了国内外通信企业,再加上中国庞大的市场资源加持,最终从产业上削弱并取代了WiMAX,确立了我国主导的TD-LTE成为4G主流国际标准,在全球市场实现三分天有其一的目标,为我国“4G并跑、5G引领”奠定了坚实的基础。“现在TDD是全球5G商用的主流制式,大唐等中国公司主导的宽带TDD技术演进是对全球移动通信技术体制发展的重大贡献”,陈山枝说道。

另一项重大标准之争还发生在车联网通信领域,为推动跨通信、汽车、交通产业融合,陈山枝卓有建树。2013年,陈山枝在全球首次提出融合蜂窝通信和直通通信的LTE-V2X车联网系统架构和关键技术,确立了C-V2X(包括LTE-V2X及其演进的NR-V2X)的技术路线,解决了车辆高速移动和复杂场景下低时延、高可靠通信的工程难题。2015年,他带领团队联合华为、LG等公司在3GPP制定国际标准。2017年,大唐电信与福特汽车在京津高速联合开展测试,LTE-V2X性能优于DSRC(IEEE 802.11p)。

相比当时美国公司主导的DSRC技术,C-V2X作为后起之秀,凭借技术先进、性能优越以及可长期演进等优势获得产业界支持。大唐联合通信、汽车、交通、安全等友商不断完善C-V2X产业链和生态。2018年11月,我国工信部率先在全球发布LTE-V2X车联网频率规划。2020年,美国放弃DSRC,全面转向C-V2X。C-V2X成为车联网唯一的事实国际标准。陈山枝主导的C-V2X技术路线为我国领跑全球车联网,推进智能网联汽车发展这一新的国际竞争制高点奠定了基础。

陈山枝总结道:“国际标准之争其实是全球多方力量的顶级博弈过程,技术、标准、市场、资源,甚至政治因素都有可能影响到最终结果,但最重要的还是要有核心技术,有战略眼光,能够基于产业发展和自身优势做出正确的选择。”

面临全球卫星互联网的竞争,陈山枝见解独到,认为“相比高通量宽带卫星通信采用的DVB体制,基于5G的卫星互联网体制同时具有技术与规模经济的优势”,在2018年提出了“与5G兼容,到6G融合” 的建议 。这是陈山枝基于对我国加快发展低轨卫星通信时面临的技术路径和产业路径选择以及如何发挥我国在商业航天、5G移动通信和集成电路产业的综合优势的独到深刻思考,提出的建议切合实际且具战略远见,获得了业界极大认可。

当前,卫星网络与地面网络融合构建全球无缝覆盖的星地融合立体网络已经成为未来6G发展的重要方向,得到广泛认可。这一次,陈山枝和中国信科又一次站在了国际科技前沿。

 

工程和学术兼备,移动通信领域难得的杰出人才

浸淫行业多年,作为既有深厚技术积累,又深入了解产业发展脉络与现状的工程科学家十多年来,陈山枝结合理论研究、产业趋势和工程难题,发表的论文和专著站在战略高度,对移动通信关键技术创新与行业发展趋势具有深入洞察和研判,在国际和行业影响力巨大,引领全球技术和产业发展。

在学术领域,陈山枝以第一作者发表SCI学术论文22篇,入选ESI前0.1%热点论文1篇、ESI前1%高被引论文6篇,单篇论文谷歌学术引用超1000次。出版学术专著8部,包括3部英文专著,其中,中英文专著《Mobility Management》/《移动性管理》被IEEE权威期刊评价为“第一本系统性阐述移动管理的专著”;《Cellular Vehicle-to-Everything(C-V2X)》和《蜂窝车联网(C-V2X)》是全球首本C-V2X中英文专著。

2022年4月,爱思唯尔(Elsevier)发布2021“中国高被引学者(Highly Cited Chinese Researchers)”榜单,他入选信息与通信工程领域 “中国高被引学者”,成为该领域当年87位入选学者中唯一入选的国内通信产业界专家。作为偏工程应用领域的专家,陈山枝能够入选学术影响力榜单,凸显出其在国际学术界的影响力。

此外,陈山枝对4G、5G和C-V2X等无线移动系统标准化的领导贡献(for leadership in designing standardization of wireless mobile systems)得到了IEEE等国际组织的高度认可,因此在2020年当选IEEE Fellow,成为中国大陆工业界少数的IEEE Fellow之一。

更早时,2014年经过激烈竞争,他成为转制院所少有的几个获得国家杰出青年科学基金资助者,就曾让信息通信领域的高校与研究院所的同行大牛们刮目相看。

技术创新成果方面,陈山枝获授权发明专利84件,其中29件写入国际标准,被权威组织欧洲电信标准化协会(ETSI)披露为4G和5G、C-V2X等标准必要专利,在全球电信设备商和运营商广泛实施和部署。相关发明专利与单位同事的专利一起已向海外头部手机厂家和跨国汽车公司许可,实现专利许可的规模收益,应用效益显著,提升了我国在移动通信领域国际标准和知识产权的话语权及产业竞争力。

 

技术成果领先,学术能力突出,产业推动引领,陈山枝是移动通信领域名副其实的工程和学术兼备的难得杰出人才。陈山枝表示,“此次获得杰出工程师奖,是对以往工作的肯定,更是对未来工作的鞭策,激励我和团队更努力前行。习近平总书记在党的二十大报告中指出,加快实现高水平科技自立自强。未来,我和团队在中国信科的支持下将继续推进我国在6G、卫星移动通信、车联网等通信领域的技术创新,推动学科交叉融合和跨学科发展,突破‘卡脖子’难题,实现技术与产业自立自强。”