我国数字微波通信的摇篮

清华大学电子工程系教授 姚  彦

 

       清华大学绵阳分校搬迁回京已有20多年，这也是我国第一代数字微波通信系统研制成功并转入工厂生产的20多年。回顾在绵阳分校数字微波通信开始艰苦创业的日日夜夜，和20年来该领域的飞速发展与沧海桑田，令人思绪万千。下面结合自己的亲身经历，去回溯当年在绵阳分校的“城南旧事”和中国数字微波通信的发展足迹，也许能得到一些有益的启示。

 

       我去绵阳分校是1971年9月，刚从鲤鱼洲回来不久，被分配到通信专业数传组，带领几位年轻同志去730厂做大容量直流电源。不久，通信专业领导找我谈话，根据工农兵学员教学的需要，希望我出来筹备一个高频组，以教学为主，适当搞点科研。高频组成立时共有萧华庭、杨知行和我三人，由我任组长。当时我想一个学科小组要得到发展，除了搞好教学以外，还必须要有明确的科研方向。通信教研组在文革前就有很强的数字通信研究基础，是国内最早开展数字通信学科建设、人才培养和科学研究的单位，曾为国防建设和国民经济发展做出过重大贡献。同时全系以雷达为中心也在微波与天线技术方面积累了丰富的经验。我本人的大学专业背景是无线电物理，并在吴佑寿、高葆新主持的微波参量放大器课题组做过研究工作，对微波技术比较熟悉。后转入数字通信领域，在吴佑寿、朱雪龙主持的数据传输课题组做过研究工作，对数字通信也比较熟悉。经过讨论，特别在吴佑寿的大力支持并亲自参与下，我们选择了当时国际上刚刚出现、而国内还是空白的数字微波通信技术作为高频组的研究方向，并开始四处寻找项目。1972年春，我来到重庆，见到重庆716厂的付子田（曾留苏，当时是该厂某研究室主任，后为该厂总工），确定了清华和716厂的合作关系。随后派萧华庭和杨知行去该厂参加682型微波接力机的研制，开始了清华大学和重庆716厂长达二十多年的厂校合作。

 

       回顾历史，我国数字通信及微波通信技术的应用研究和开发始于1958年。清华大学在其中起到举足轻重的作用，曾先后研制成功8路数字电话终端机、采用四相调制的数传机，并和有关企业合作开发微波通信机。吴佑寿教授、冯重熙教授和已故的常同教授都为此做出了开创性的贡献。但是，随着国民经济的飞速发展，当时的通信装备已远远不能满足要求。以微波通信为例，到70年代中，有三个技术问题始终没有得到解决，影响它的推广使用。这三个技术问题是：（1）全数字化，（2）全固态化，（3）无人值守。随着经济建设和国防建设的发展，许多专用通信网（如：石油、电力、水利、矿山和部队等）要求传输数据、对信息进行加密、工作高度可靠、运行维护方便，这就要求微波通信必须实现全数字化、全固态化和无人值守，而满足这些要求的新一代微波通信系统，即数字微波通信系统被提到日程上来了。

 

       我国数字微波通信真正有影响的研究、开发是从70年代中的国家重点工程?D川汉输气工程开始的。为此工程配套的二次群数字微波通信系统是由四机部主持的一项国家重点工程，分为“北方点”和“南方点”。北方点由石家庄19所牵头，包括：北京大学、北京广播器材厂、北京电控厂等，主攻6GHz系统；南方点由清华大学绵阳分校牵头，包括：重庆716厂、绵阳730厂等，主攻2GHz系统。绵阳分校在吴佑寿、冯重熙的率领下，组织了跨专业的合作，包括：通信专业的高频组、编码组，雷达专业的微带组，总装车间等，并在国内首次完成了增量调制数字电话终端、脉冲编码调制数字电话终端（基群和二次群）、2GHz30/120路数字微波接力机、2GHz低功耗无人值守数字微波接力机等设备，于1978年3月在石家庄的全国总联试中取得成功，并先后转入工厂生产。以川汉输气工程为应用背景的二次群数字微波通信系统的研制成功，在我国数字微波通信的发展史上是具有划时代意义的事件，它成套地突破了一系列关键技术，培养了一大批研究开发人才，为我国专用通信网的全数字化改造作出了重大贡献。在这个过程中，绵阳分校作出了自己应有的贡献，可以毫不夸张地说，绵阳分校是我国数字微波通信技术发展的一个摇篮。直到现在，一些在数字微波通信领域奋斗了一辈子的老同志，还有一些当年的工农兵学员都想念着绵阳分校，还能回忆起共同战斗的日日夜夜。

 

绵阳分校的丰硕成果奠定了清华大学数字微波通信技术在全国的地位，也为我系在无线通信和光通信领域的后续发展准备了条件。从绵阳回到北京以后，我们继续在数字微波通信领域承担国家及部委重大项目，又取得一批重要成果，包括：1983年及1988年先后完成的电子部重点项目“2GHz480路数字微波通信系统”及“多通道数字微波通信系统”， 1991年完成的国家七五攻关项目“11GHz 1920路数字微波接力机”和“64QAM 140Mb/s 中频调制解调系统”等。同时，我们还将数字微波通信技术用于卫星通信、多点通信和光通信等领域，开辟了一些新的研究方向，包括：1989年完成国务院电子振兴办下达的“数字群路制卫星通信扩容试点工程”任务，建立我国第一个IDR卫星通信试验电路；1991年完成国家重点新技术开发项目“点对多点无线通信系统”，被列入首批国家产学研工程；1993年完成中科院重大项目“遥感卫星高速接收系统”，后用于某国防重点工程；1994年完成国家863计划重点项目“2.5Gb/s光收发模块”，为发展我国高速光纤传输系统作出了重大贡献。这里特别值得提到的是微波与数字通信技术国家重点实验室的筹备和建立，从1988年国家计委批准筹备微波与数字通信技术国家重点实验室，到1995正式通过国家级验收并开始运行，这个国家实验室对我系在无线及数字通信领域的学术研究、科研进展和人才培养都起到十分重要的作用。

 

       80年代中、后期，我国的数字微波发展受阻。原因是多方面的：如国产设备和国际上的先进产品存在较大差距、缺乏竞争力，又如国家对数字微波技术及产业的投入不足、研究和生产单位处境艰难等等，但是更主要的原因是由于光纤通信的兴起，数字微波的干线传输功能已逐步被光纤所代替。在这种背景下，我们必须在原有基础上调整研究方向，开拓新的研究领域。90年代以来，我们以数字微波通信为基础，围绕无线及个人通信、卫星及空间通信、光通信、军事通信等方向组织队伍、落实项目，取得成果，已在国内外有一定影响，而且更为可贵的是涌现了一批很有希望的年轻人，这是我们系最宝贵的财富。

 

       回顾这二十多年在数字微波通信领域的研究经历，感受最深的可以拿中国的一句老话来表达，即：天时、地利、人和。所谓“天时”，就是必须把握好国际上技术发展趋势，不要失去时机；所谓“地利”，就是必须立足国内的国民经济和国防建设发展需求，面向主战场；所谓“人和”，就是必须多学科联合作战，凝聚好自己的队伍，从中形成自己的技术特色。

 

      展望21世纪，信息技术的发展风起云涌，我们正处于一个新的技术革命和产业革命的关键时期。为把清华大学办成世界一流大学，我们要继承过去的优良传统，登高望远，克服不足，为我国的信息与电子技术作出更大的贡献。