參與LDPC項目的宇航中心團隊主要成員 供圖/宇航中心


●記者 陳卓琬 程曦
2010年10月1日18時59分57秒，我國長征三號丙火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，嫦娥二號衛(wèi)星———探月二期工程的先導星搭載著我校宇航中心陸建華教授和他帶領團隊研制的星載低密度奇偶校驗碼（LDPC）編碼器，踏上了漫漫奔月之旅。
　　10月10日，作為嫦娥二號任務的六大工程目標和四大創(chuàng)新技術的核心內(nèi)容之一，LDPC編碼器和位于青島、喀什的地面站譯碼遙測終端按照既定計劃，參與了嫦娥二號任務創(chuàng)新技術試驗，并獲得成功。
　　11月8日，探月工程嫦娥二號月面虹灣局部影像圖揭幕儀式在北京舉行。在全場熱烈的掌聲中，中共中央政治局常委、國務院總理溫家寶走上揭幕臺，為嫦娥二號月面虹灣局部影像圖揭幕，宣告了嫦娥二號任務的圓滿成功。此時，心中激動不已的還有為嫦娥二號任務作出突出貢獻的我校宇航中心團隊，以及許許多多為嫦娥二號項目勞心勞力、獻計獻策的清華人。
　　
躋身國家重大工程項目
衛(wèi)星在太空飛行時，通過無線電信號與地面控制中心保持聯(lián)系并傳輸數(shù)據(jù)，測控鏈路就像是牽著衛(wèi)星的太空風箏線，其可靠性至關重要。衛(wèi)星繞月飛行時，無線電信號的傳輸距離遠大于地球衛(wèi)星的通信傳輸距離，并且存在許多未知干擾。在衛(wèi)星功率極其受限的條件下，如何保證遙測鏈路的可靠性成為核心瓶頸之一。LDPC編碼技術性能好，具有接近理論極限的編碼增益，是當前通信領域國內(nèi)外研究前沿和熱點。該技術應用于深空遙測鏈路，可提高鏈路余量，有效保障鏈路的傳輸可靠性。但由于編碼實現(xiàn)復雜度高，目前還沒有在深空探測中得到應用。
　　早在2000年，在我校電子系吳佑壽院士指導下，結合國家973課題研究，陸建華課題組開始跟蹤國際編碼前沿技術研究，逐漸積累了一系列創(chuàng)新編碼理論和技術，其中也包括了LDPC編碼技術。
　　2004年大年初二，陸建華向中國探月一期工程總指揮、我校兼職教授欒恩杰匯報了我?？仗煨畔⒓夹g的最新進展，欒恩杰也流露出對我國探月衛(wèi)星鏈路余量不足問題的擔憂。初步了解了對方需求后，陸建華表示希望嘗試用LDPC編碼算法來提高鏈路余量，并表示將盡快做出原型系統(tǒng)以供測試。
　　隨后，在學校的關心和支持下，陸建華調集宇航中心相關研究人員，并協(xié)同電子系組織力量攻關。大年初五，一個包括年輕教師、博士后研究人員、研究生和實驗技術人員的精干團隊，以及一批關鍵的儀器設備集合到了宇航中心。不到3個月，陸建華和他的團隊研發(fā)出LDPC編譯碼原型系統(tǒng)，并通過計算機仿真和半物理仿真，初步驗證了LDPC編碼的有效性和可靠性，得到探月衛(wèi)星總體和測控總體部門的初步認可。
　　經(jīng)過近一年的反復試驗和修改，2005年1月27日，嫦娥衛(wèi)星應用LDPC編碼實施方案最終獲得一致同意，通過方案評審。
　　方案評審的通過并不意味著新技術的工程立項。經(jīng)過反復修改測試和推敲，2006年3月，國家探月與航天工程中心批復了LDPC研究項目的立項申請，五院總體部隨即向我校下達了相關工程研制任務書，陸建華和他的團隊才真正“師出有名”。自此，我校成為唯一與探月工程總體簽訂工程任務合同、參與國家探月工程嫦娥二號任務的高校。
　　在項目研制過程中，項目組先后獲得國家自然科學基金委深空通信重點項目及國防科工局探月專項課題資助。在國家和學校雙方面的支持下，項目組在LDPC基礎理論、關鍵技術及工程應用方面開展了更為系統(tǒng)化的研究，實現(xiàn)了低復雜度、低功耗LDPC編碼技術的工程化；在五院總體部的支持和指導下，確定了星載LDPC編碼器的實現(xiàn)方案。
　　2007年，按照衛(wèi)星總體單位的要求，項目組完成了星上LDPC編碼器的產(chǎn)品化，并為衛(wèi)星測試研制了配套的地面測試設備，為CE-1B衛(wèi)星（后改名為嫦娥二號衛(wèi)星）測試提供了技術保障。測試表明，我校研制的探月工程設備體積小、重量輕、功耗低，可使衛(wèi)星測控通信的可靠性和傳輸數(shù)據(jù)速率得到較大提升，LDPC編碼技術被確定為嫦娥二號任務四大創(chuàng)新技術的核心內(nèi)容之一。2008年～2009年，按照地面測控總體單位的要求，項目組完成了深空測控站譯碼遙測終端設備的研制。2010年，該終端交付給青島、喀什測控站。
　　
讓年輕人擔負起服務國家的使命
在很多人眼里，“年輕”是這支參與國家重大工程項目的團隊最顯而易見的特點———團隊中除了青年教師、博士后和博士外，還能看到碩士生的身影。為了更好地完成國家交托的任務，我校航院、電子系、信研院等相關院系都先后組織人員參與該項目的研發(fā)，并毫不吝惜地把本單位最優(yōu)秀的青年人才調入該項目。
　　項目組成員殷柳國是吳佑壽院士的博士生，陸建華擔任其副導師，并帶領他進行國際編碼前沿技術的研究。當陸建華問及這位博士新生是否敢于參與如此前沿的研究時，殷柳國果斷地回答：“敢做！”在隨后的幾年里，殷柳國潛心研究編碼技術，在兩位導師的指導下，提出多項原創(chuàng)思路與解決方案，巧妙地化解了制約LDPC編碼航天應用的理論與技術難題，迅速成長為LDPC編碼組的骨干，為嫦娥二號任務LDPC編譯碼器的研制作出了重要貢獻。
　　2004年加入團隊的詹亞鋒自小就將“獻身國防，服務航天”作為自己的人生理想。在我校電子系就讀期間，他參與了“清華一號”微小衛(wèi)星應用系統(tǒng)的研制工作。剛一畢業(yè)，他就帶著一股闖勁迅速投入到LDPC項目的研究之中，主要負責衛(wèi)星地面測試設備、地面站譯碼遙測終端設備的研發(fā)和系統(tǒng)集成、安裝和任務保障。在此期間，他成功解決了惡劣傳輸條件下可靠譯碼接收等工程實現(xiàn)難題，有效保障了LDPC編碼技術的性能優(yōu)勢。2010年4月～10月，為了按期完成青島和喀什地面站的設備集成與調試任務，詹亞鋒過上了北京、青島、喀什三點一線的生活。青島和喀什相距5000多公里，單程飛行和轉機時間就超過16小時。
　　宇航中心高級試驗師孫滌清在加入團隊至今的近10年間，一直從事實驗技術、項目管理和科研服務工作。多年來，LDPC項目始終激發(fā)著孫滌清的工作熱情，從項目萌芽期聯(lián)系安排我校領導拜訪欒恩杰總指揮，項目初期每周一次的嫦娥衛(wèi)星項目調度會，項目中期的設備檢測、用戶培訓，直到項目后期的設備交付、試驗計劃安排、試驗保障組織等，他一直默默地做著方方面面“穿針引線”的工作。孫滌清常說，清華有很多鉆石，但制造王冠還需要連接支撐的金屬。
　　匡麟玲是團隊中少有的“女將”，包括陸建華在內(nèi)的多位團隊成員都稱她為 “不讓須眉的巾幗英雄”。只要團隊有需要，她總是盡可能地暫緩其他工作加以配合。她和信研院倪祖耀老師共同主持研發(fā)的“綜合基帶”硬件板為地面站譯碼遙測終端設備的研發(fā)打下了堅實的基礎。
　　航院的碩士生萬增然非常珍惜在學生時期參與探月工程的寶貴機會。夏秋之交是他的“過敏季”，每年這個時候他就常常鼻塞、打噴嚏。2010年8月，他克服身體不適，堅持陪同導師遠赴青島、喀什測控站，為設備的集成測試發(fā)揮自己的力量。
　　在陸建華的團隊里，還有許多與他們年齡相仿的年輕人，王有政、裴玉奎、陳為剛……，他們來自不同院系，有著各自不同的專業(yè)背景和性格，最終成為了志同道合的工作伙伴。對這群年輕人而言，什么是苦，什么是難，什么是任務的壓力，“喜歡”二字都足以抹煞。
　　主樓10層是團隊成員們經(jīng)常“聚會”的地方。即使在最炎熱的夏天，在蚊蠅的滋擾下，主樓10層的實驗室里也總能看到大家的身影。多少個酷暑和嚴冬，這群年輕人為了調試過程中的某個問題，食不下咽、徹夜難眠；多少個節(jié)假日和家人的生日，這群年輕人仍在為了一次更完美的實驗不眠不休。
　　面對成功，作為項目組牽頭人的陸建華用 “相互能融”和“素質高”兩個關鍵詞高度評價這支年輕的隊伍。在陸建華的記憶里，近10年來，從未有任何一位團隊成員因為個人薪資、獎金、加班費等問題向他提出過要求，每次評職稱時，大家都相互謙讓。良好的個人素質正是這一切表象的根源，也是他們參與服務國家重大工程項目的根本動因。
頂天 立地 實干到底
做工程項目不同于做理論研究，沒日沒夜地調試、加班加點地趕工，大家對這些都有著充分的心理準備，甚至樂于享受這種忙碌卻充實的過程。對陸建華和他的團隊而言，要切切實實走出校門、與外界的人和事打交道才是真正的考驗，而邁出這第一步無疑是最困難的。
　　記得第一次請工程單位人員來校參與測試的時候，也是在中央主樓，已有一定相關經(jīng)驗的LDPC項目組卻發(fā)現(xiàn)教科書講述的測試標準并不符合在場用戶的現(xiàn)實需求，面對臺下一席人員的疑惑和不滿，大家一下子“蒙”了……自我感覺很好的東西被工程單位毫不留情地推翻，回憶起當時的處境，陸建華說：“是我們團隊里這些優(yōu)秀的年輕人沉得住氣，我們整個團隊沉得住氣，我們才挺了過來。”自此以后，陸建華和他的團隊放下架子，懷著待人以誠、與人結友、請人為師的心情走出校門，一頭扎入社會這個大課堂。在不斷爭取、不斷說服與被說服的社會交往過程中，他們學會了將理想化的理論研究成果與現(xiàn)實需求相結合，學會了進退有度、取舍有道之法……于是，這支團隊一面扎根自主研發(fā)，一面立足合作攻關，在自我探尋和與人合作的雙重過程中迅速成長起來。
　　困難沒有讓他們退縮，項目的成功同樣也沒有使他們放慢向更深、更遠處求索的步伐。為打破目前編碼技術基本被國外壟斷的現(xiàn)狀，陸建華團隊一直致力于將LDPC編碼作為一項通用技術應用在更多領域，并制定相關的國際標準。在他們看來，此次LDPC技術在嫦娥二號任務、在深空通信領域的成功應用只是這個大事業(yè)中的小小一步，他們要做的事情還有很多很多……作為清華學子、清華教師，團隊成員們在專注科研的同時，始終不忘為清華的學科發(fā)展、為清華建設世界一流大學作出力所能及的貢獻。為此，宇航中心團隊注重與校內(nèi)其他院系的交流與合作。在此次LDPC項目中，陸建華所帶領的宇航中心團隊與航院、電子系、信研院密切交流，合作攻關。通過服務國家重大工程，團隊成員們清楚地認識到：跨越單一學科的局限，大力發(fā)展綜合交叉學科，在相關學科領域尋求新的協(xié)作點和發(fā)展點，是促進相關學科大踏步發(fā)展的有效途徑。他們的理想是要將應用型的航天研究與清華傳統(tǒng)的學科優(yōu)勢相結合，將綜合學科的研究成果廣泛應用于實際工程中。
　　就這樣，陸建華和他的團隊一直在他們認準的道路上踏實前行、力求卓越。2008年，陸建華與電子系、信研院與宇航中心有關人員基于長期合作和互幫互補而組成的聯(lián)合團隊獲評教育部長江發(fā)展計劃創(chuàng)新團隊；2009年，宇航中心被評為清華大學先進集體；2010年，陸建華帶領的聯(lián)合團隊獲得國家自然科學基金委創(chuàng)新研究群體項目資助……在這條道路上，他們邊走邊看，當看到世界上的一流大學大都有知名實驗室———麻省理工學院有林肯實驗室，伯克利加州大學有勞倫斯實驗室，而這些知名實驗室無不對所在大學的發(fā)展作出了重要貢獻，他們的心里萌動起一個新的夢想———在清華，以現(xiàn)有優(yōu)勢學科為基礎，搭建起一個深空通信研究基地，為清華躋身世界一流大學行列盡綿薄之力。
　　2010年11月16日，我校舉辦慶祝嫦娥二號任務圓滿成功暨深空通信創(chuàng)新技術研討會。會上，指導項目組長達10年之久的電子系吳佑壽院士評價清華人有著“頂天、立地、實干到底”的傳統(tǒng)。一路走來，陸建華和他的團隊成員正以實際行動踐行著這句樸實無華卻充滿力量的話語。