微軟的長(zhǎng)線

顛覆是技術(shù)演進(jìn)過(guò)程中的常態(tài)，對(duì)于微軟亞洲研究院無(wú)線與網(wǎng)絡(luò)組來(lái)說(shuō)，“顛覆”不是目的，而是結(jié)果。

“我們不少研究項(xiàng)目是著眼于10年后的應(yīng)用，這些研究成果未來(lái)可能從根本上改變工業(yè)界?！蔽④泚喼扪芯吭簾o(wú)線與網(wǎng)絡(luò)組負(fù)責(zé)人張永光說(shuō)話時(shí)，流露出研究員身上堅(jiān)定而激動(dòng)的神采。

與微軟亞洲研究院其他研究小組不同，無(wú)線與網(wǎng)絡(luò)組所從事的研究似乎顯得有些“玄妙”。移動(dòng)計(jì)算及網(wǎng)絡(luò)涵蓋了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)系統(tǒng)、傳感器與嵌入式系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心與大型網(wǎng)絡(luò)等研究課題。目前大多數(shù)還在實(shí)驗(yàn)室或者論文報(bào)告里的研究，在未來(lái)就可能呈現(xiàn)這樣的場(chǎng)景：在普通PC上通過(guò)軟件接受所有數(shù)字電視和通信信號(hào)；把辦公室計(jì)算機(jī)的工作，通過(guò)手機(jī)放到家中電腦繼續(xù)做……

基于微軟亞洲研究院開放式創(chuàng)新的環(huán)境，以及對(duì)研究方向的國(guó)際化把握，張永光和無(wú)線與網(wǎng)絡(luò)組的同事們對(duì)未來(lái)充滿自信。今年，無(wú)線與網(wǎng)絡(luò)組在國(guó)際的頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議上獲得“大滿貫”又為他們的信心做出強(qiáng)有力的注腳，而在這樣頂級(jí)的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)出具有影響力的聲音，也就意味著，如過(guò)去無(wú)數(shù)次的技術(shù)演進(jìn)一樣，這些聲音將穿越未來(lái)，進(jìn)而影響成千上萬(wàn)的人們的生活。

臺(tái)前傳奇

在所鉆研領(lǐng)域的學(xué)術(shù)界產(chǎn)生影響力，是微軟亞洲研究院一直鼓勵(lì)的。

今年，微軟亞洲研究院無(wú)線與網(wǎng)絡(luò)組在其研究領(lǐng)域中公認(rèn)的最頂尖的四個(gè)學(xué)術(shù)會(huì)議(SIG COMM‘09，MobiCom’09，MobisSys’09，NSDI’09)都有論文發(fā)表，其中NSDI’09的論文還是該會(huì)議的最佳論文。而這些論文無(wú)論在數(shù)量還是質(zhì)量上，都可以與世界上最好的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)媲美。

值得一提的是，今年首次在中國(guó)舉辦的ACM MobiCom’09大會(huì)上，微軟亞洲研究院有3篇論文入選。這不僅反映了微軟亞洲研究院在這個(gè)領(lǐng)域的世界級(jí)領(lǐng)先的研究能力，更意味著將成為主導(dǎo)未來(lái)科技的先行者。據(jù)張永光介紹，ACM MobiCom是在移動(dòng)計(jì)算和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方面前瞻性學(xué)術(shù)水平最高的年會(huì)?，F(xiàn)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中大熱的研究方向如移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線多跳路由、傳感器網(wǎng)絡(luò)等都是最早在ACMMobiCom上討論的。

在入選的三篇論文中，第一篇由研究員譚煜主導(dǎo)的“無(wú)線局域網(wǎng)的實(shí)用空分多址聯(lián)接”，提出了在現(xiàn)有無(wú)線局域網(wǎng)架構(gòu)下就可以實(shí)現(xiàn)的利用空分多址技術(shù)大幅提高無(wú)線容量的方法；第二篇郭傳雄研究員和UCLA(加州大學(xué)洛杉磯分校)合作者的“多核處理器中的可擴(kuò)展無(wú)線互聯(lián)微結(jié)構(gòu)”，提出了用無(wú)線技術(shù)來(lái)連接未來(lái)芯片中將出現(xiàn)的成百上千的處理器核；第三篇由網(wǎng)絡(luò)多媒體組羅翀主導(dǎo)的“用在大規(guī)模無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的壓縮數(shù)據(jù)采集”，把壓縮傳感的新理論運(yùn)用到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，可以通過(guò)更少的數(shù)據(jù)傳輸獲取同樣的信息，進(jìn)而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。

今年的ACM MobiCom大會(huì)上，無(wú)線與網(wǎng)絡(luò)組還演示了一個(gè)叫Sora的軟件無(wú)線電技術(shù)。這是世界上第一個(gè)用純軟件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)高速無(wú)線通訊的系統(tǒng)，他們?cè)谄胀≒C上用Windows軟件實(shí)現(xiàn)了未來(lái)準(zhǔn)4G移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)LTE的上行鏈路，并在20MHz信道上實(shí)現(xiàn)了43Mbps的實(shí)時(shí)通信。同時(shí)，他們還演示了一個(gè)貌似奇怪的組合：同一信道中上行用LTE，下行用WiFi?！斑@正展示了軟件無(wú)線電的精髓所在：在同一信道中多個(gè)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)存在并隨意切換和改動(dòng)?！睆堄拦獗硎?。

目前的軟件無(wú)線電主要是基于FPGA等專用平臺(tái)，開發(fā)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。因?yàn)轭A(yù)見到迅速增加的多核心集成和并行數(shù)據(jù)處理將從根本上改變當(dāng)前無(wú)線通信的狀況，而且基于軟件的認(rèn)知無(wú)線系統(tǒng)將比現(xiàn)有的無(wú)線技術(shù)更為強(qiáng)大、靈活和高效，無(wú)線與網(wǎng)絡(luò)組的研究員們另辟蹊徑，研發(fā)了這個(gè)基于通用CPU的高性能軟件無(wú)線電系統(tǒng)平臺(tái)(Sora)。這為將來(lái)用靈活而高效的軟件方法來(lái)代替繁瑣和費(fèi)時(shí)的硬件實(shí)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)?！斑@對(duì)未來(lái)無(wú)線通信業(yè)界可能有著顛覆性的影響?！?/p>

為推動(dòng)這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，微軟亞洲研究院計(jì)劃把Sora平臺(tái)向全世界高校開放，讓學(xué)術(shù)界能在最先進(jìn)的軟件無(wú)線電平臺(tái)上研究未來(lái)通信技術(shù)。

“它可以進(jìn)行多種無(wú)線技術(shù)的研究，包括物理層、媒體訪問(wèn)控制、以及跨層優(yōu)化等等。其編程模型以及各種編程工具極大地降低了高速寬帶無(wú)線系統(tǒng)開發(fā)研制的工作量，從而為各種無(wú)線系統(tǒng)的創(chuàng)新研究提供了一個(gè)有效、實(shí)際的研發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。”同時(shí)，無(wú)線與網(wǎng)絡(luò)組也在研究基于軟件無(wú)線電的下一代無(wú)線系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前的研究重點(diǎn)包括高速無(wú)線媒體訪問(wèn)控制、多天線系統(tǒng)、空分復(fù)用技術(shù)，以及基于動(dòng)態(tài)頻率訪問(wèn)的無(wú)線系統(tǒng)等。

幕后布道者

作為本次ACM MobiCom的大會(huì)主席，張永光又可謂是幕后布道者。

ACM(美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì))是世界最大的計(jì)算機(jī)從業(yè)員專業(yè)組織和科學(xué)性及教育性的計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)。MobiCom則是ACM在移動(dòng)計(jì)算和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方面的最高年會(huì)。十五年前，從第一屆ACM MobiCom開始，張永光幾乎年年都積極參與，并不斷滲透著中國(guó)人的影響力。

今年，是ACM MobiCom十五年來(lái)第一次來(lái)到亞洲，來(lái)到北京，這與張永光的多年來(lái)的爭(zhēng)取不無(wú)關(guān)系。在來(lái)微軟前，張永光在美國(guó)讀博，其后又在美國(guó)工業(yè)界和學(xué)校工作了十多年，其間一直在從事無(wú)線和網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的研究，“來(lái)到微軟之前，我就一直想把ACMMobiCom帶到中國(guó)來(lái)，只是沒有找到合適的機(jī)會(huì)和平臺(tái)。”三年前，張永光被微軟亞洲研究院獨(dú)有的文化和寬松的科研環(huán)境所吸引，成為無(wú)線與網(wǎng)絡(luò)組的負(fù)責(zé)人，ACM MobiCom進(jìn)中國(guó)也就成了現(xiàn)實(shí)。

“我很高興能說(shuō)服ACM把今年的ACM MobiCom放在北京來(lái)辦，并得到微軟亞洲研究院的大力支持和配合。在參會(huì)的近400人中，有40％是中國(guó)的年輕老師和同學(xué)，能夠親身參與世界級(jí)的學(xué)術(shù)盛會(huì)讓他們受益匪淺。我們很高興能為中國(guó)學(xué)術(shù)科研做一件好事。這次大會(huì)辦得非常成功，得到ACM的一致好評(píng)。”值得一提的是，由國(guó)家自然科學(xué)基金委，微軟亞洲研究院和清華大學(xué)聯(lián)合舉辦的特殊學(xué)生注冊(cè)支持計(jì)劃，讓近100名中國(guó)大陸高校相關(guān)專業(yè)的大學(xué)生和研究生能全程參加這次會(huì)議，感受國(guó)際最頂尖的學(xué)術(shù)會(huì)議，并與世界級(jí)大師面對(duì)面交流。

預(yù)演未來(lái)

“我們的研究方法是理論與實(shí)踐并重，通過(guò)構(gòu)建實(shí)際系統(tǒng)以驗(yàn)證理論結(jié)果，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)提煉系統(tǒng)原理?！睙o(wú)線與網(wǎng)絡(luò)組的其他項(xiàng)目也都深深摻入這個(gè)原則。張永光表示，隨著信息技術(shù)邁入云計(jì)算時(shí)代，很多公司都開始構(gòu)建大型數(shù)據(jù)中心，以支持日常生活中必不可少的各種因特網(wǎng)在線服務(wù)。

在不遠(yuǎn)的將來(lái)，人們會(huì)建造包含數(shù)百萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器的超級(jí)數(shù)據(jù)中心。如何將如此大量的服務(wù)器有效互聯(lián)起來(lái)將成為一項(xiàng)重要的挑戰(zhàn)。在無(wú)線與網(wǎng)絡(luò)組的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目中，研究員用一種囊括了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)各個(gè)方面的整體解決方案來(lái)應(yīng)對(duì)這項(xiàng)挑戰(zhàn)。他們將云用戶、因特網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心作為一個(gè)整體來(lái)考慮，并從網(wǎng)絡(luò)的角度來(lái)提升因特網(wǎng)在線服務(wù)的用戶體驗(yàn)。

在移動(dòng)系統(tǒng)研究方面，無(wú)線與網(wǎng)絡(luò)組的研究員們正在研究如何使移動(dòng)設(shè)備和云計(jì)算、云服務(wù)無(wú)縫結(jié)合，并且研發(fā)一系列云計(jì)算使能的新型應(yīng)用，從而極大地提升用戶的移動(dòng)體驗(yàn)。

“我們把研究成果發(fā)表在這個(gè)領(lǐng)域中世界最頂尖的學(xué)術(shù)會(huì)議上，并致力推廣到微軟的產(chǎn)品中。”科技未來(lái)的一幕幕，就這樣每天在微軟研究院無(wú)線與網(wǎng)絡(luò)組不斷上演。