心系科研酬壯志　翱翔晴空獲碩果——記國(guó)家“青年千人計(jì)劃”入選者、香港中文大學(xué)(深圳)張縱輝教授

文/肖延勝 王永梅

心系科研酬壯志翱翔晴空獲碩果——記國(guó)家“青年千人計(jì)劃”入選者、香港中文大學(xué)(深圳)張縱輝教授

文/肖延勝 王永梅

隨著科技的發(fā)展，通信系統(tǒng)的波束成形技術(shù)、秘密通信技術(shù)與智能電網(wǎng)的先進(jìn)電源管理技術(shù)等已經(jīng)提上研究日程，這也是我國(guó)眾多科研工作者熱切關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。在我國(guó)科研領(lǐng)域就有這樣一位奮勇前進(jìn)的探索者。

他，就是香港中文大學(xué)(深圳)教授張縱輝。十余年來(lái)，他致力于通信系統(tǒng)、智能電網(wǎng)與機(jī)器學(xué)習(xí)中的關(guān)鍵信號(hào)處理與優(yōu)化方法的研究，在“綠色智能通信”“綠色智能電網(wǎng)”等研究方面獲得了令人矚目的科研成果，為祖國(guó)的科研事業(yè)做出了杰出的貢獻(xiàn)。

立志科研　 重視合作

1999年9月-2008年7月，張縱輝先后就讀于臺(tái)灣清華大學(xué)電機(jī)工程專業(yè)和臺(tái)灣清華大學(xué)通訊工程專業(yè)。2006年9月-2015年2月，他先后美國(guó)在明尼蘇達(dá)大學(xué)雙城分校、臺(tái)灣清華大學(xué)、美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校、臺(tái)灣科技大學(xué)、香港中文大學(xué)(深圳)從事科研工作。

2015年8月，張縱輝任職于香港中文大學(xué)(深圳)理工學(xué)院。2012年8月-2015年7月，他在臺(tái)灣科技大學(xué)電子工程系擔(dān)任助理教授。他曾是美國(guó)密尼蘇達(dá)大學(xué)雙城分校、香港中文大學(xué)、北京交通大學(xué)與西安電子科技大學(xué)的訪問(wèn)學(xué)者。

張縱輝對(duì)通信系統(tǒng)、智能電網(wǎng)與機(jī)器學(xué)習(xí)中的關(guān)鍵信號(hào)處理與優(yōu)化方法充滿了濃厚的興趣，他的熱情也表現(xiàn)在他平時(shí)的點(diǎn)滴工作中。在臺(tái)灣與美國(guó)工作期間，張縱輝一直從事通信系統(tǒng)與智能電網(wǎng)的關(guān)鍵信號(hào)處理與優(yōu)化技術(shù)研究。他尤其重視合作與交流。他所依托的香港中文大學(xué)（深圳）與深圳市大數(shù)據(jù)研究院擁有廣闊的實(shí)驗(yàn)室空間和實(shí)力雄厚的科研團(tuán)隊(duì)。張縱輝與國(guó)際頂尖優(yōu)化專家 Prof. Zhi-Quan Luo，斯坦福大學(xué)的 Prof. Yinyu Ye及 Prof. Stephen Boyd等著名學(xué)者緊密合作，促進(jìn)了科研工作的交流，也極大地提高了張縱輝的科研能力。

張縱輝教授（中間）攝于2015年IEEE年度信號(hào)處理大會(huì)?(ICASSP)。左右分別為香港中文大學(xué)（沙田）蘇文藻教授與馬榮健教授。

勇于創(chuàng)新　堅(jiān)持不懈

科研需要不斷的創(chuàng)新，成果才能層出不窮。張縱輝在擔(dān)任了兩項(xiàng)臺(tái)灣科技部門(mén)關(guān)于智能電網(wǎng)電源管理技術(shù)與下一代通信系統(tǒng)信號(hào)處理技術(shù)的科研項(xiàng)目主持人后，經(jīng)過(guò)艱辛的努力和奮斗，終于在下一代通信系統(tǒng)的波束成形技術(shù)、秘密通信技術(shù)與智能電網(wǎng)的先進(jìn)電源管理技術(shù)等方面取得了多項(xiàng)創(chuàng)新性研究成果。

這首先表現(xiàn)在下一代通信系統(tǒng)的波束成形技術(shù)方面。作為未來(lái)第五代(5G)通信系統(tǒng)中的重要技術(shù)，波束成形技術(shù)在大規(guī)模多輸入多輸出的技術(shù)架構(gòu)下，將能消除多用戶干擾，同時(shí)提升通信能量效率。因此基站波束成形的設(shè)計(jì)優(yōu)劣將根本性地決定5G移動(dòng)通信系統(tǒng)的傳輸速率與能量效率。而魯棒性的波束成形設(shè)計(jì)一直是懸而未決的問(wèn)題。對(duì)此，張縱輝提出了關(guān)鍵的理論基礎(chǔ)，這樣NP-hard的設(shè)計(jì)問(wèn)題得以有效地取得近似最優(yōu)解，張縱輝科研團(tuán)隊(duì)成功地應(yīng)用凸優(yōu)化理論研發(fā)能夠克服下行信道狀態(tài)量化誤差的魯棒波束成形技術(shù)，與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，具有極大的前瞻性。

張縱輝的科研創(chuàng)新還表現(xiàn)在秘密通信技術(shù)方面。作為無(wú)線通信系統(tǒng)的一個(gè)新興研究方向，秘密通信技術(shù)目標(biāo)為利用物理層的信道特征強(qiáng)化通信數(shù)據(jù)的安全性。張縱輝科研團(tuán)隊(duì)發(fā)展了多個(gè)開(kāi)創(chuàng)性的技術(shù)。首先，他們與香港中文大學(xué) Prof. Wing-Kin Ma成功利用凸優(yōu)化理論開(kāi)發(fā)人工噪聲信號(hào)的優(yōu)化算法，把科研方向引向一個(gè)全新的領(lǐng)域。

張縱輝還提出了一種新穎的通道狀態(tài)訓(xùn)練機(jī)制，可以避免惡意竊聽(tīng)者獲知其信道信息，從源頭處杜絕不法者竊取任何信息數(shù)據(jù)。這是我國(guó)首個(gè)利用信道訓(xùn)練過(guò)程來(lái)強(qiáng)化通信安全的創(chuàng)新技術(shù)。

實(shí)踐應(yīng)用　降低成本

堅(jiān)持不懈、勇于進(jìn)取的張縱輝，在取得科研成功的同時(shí)，也更加堅(jiān)定了長(zhǎng)期從事科研的決心。

張縱輝在大規(guī)模分布式優(yōu)化算法與其在智能電網(wǎng)的應(yīng)用方面有自己獨(dú)到的見(jiàn)解。因?yàn)殡娋W(wǎng)的能源管理涉及海量的客戶端，分布式的電源管理技術(shù)是智能電網(wǎng)中最主要的技術(shù)，先進(jìn)的大規(guī)模分布式優(yōu)化算法將作為發(fā)展的核心手段。張縱輝作為大規(guī)模分布式優(yōu)化算法與電源管理技術(shù)的專家，于2011年參與了美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校 Prof. Anna Scaglione主持有關(guān)智能電網(wǎng)的美國(guó)能源部項(xiàng)目，使以馬爾可夫鏈模型為基礎(chǔ)的新穎分布式算法得到了合作發(fā)展，用于有效地管理可推遲式負(fù)載的用電。他還發(fā)展了一種新穎的原始-對(duì)偶擾動(dòng)次梯度并行分布式算法，這種方法被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模的電源管理控制問(wèn)題。

2013年，張縱輝主持了關(guān)于智能電網(wǎng)分布式電源管理技術(shù)的三年科研項(xiàng)目，利用優(yōu)化理論中的交替方向乘子法開(kāi)發(fā)出實(shí)時(shí)的、能快速收斂的分布式電源管理算法。這種方法為不需要集中式的控制中心，以一種完全分布式的方式進(jìn)行實(shí)時(shí)電源管理，可以實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單的通信網(wǎng)路，這樣就使建構(gòu)智能電網(wǎng)的成本大大降低。

心懷夢(mèng)想　獲得殊榮

奮戰(zhàn)在科研領(lǐng)域的張縱輝在“綠色智能通信”“綠色智能電網(wǎng)”“大規(guī)模分布式優(yōu)化算法”等方向的研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。他還十分重視人才的培養(yǎng)。在科研中，他著重培養(yǎng)適合出前瞻通信系統(tǒng)、智能網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)分析、大規(guī)模并行算法開(kāi)發(fā)、并行計(jì)算平臺(tái)軟硬件建置能力的有用人才，為國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供服務(wù)。

在多年的科研實(shí)線中，他先后主持或參加了臺(tái)灣科技部新進(jìn)人員研究計(jì)劃“穩(wěn)健性多用戶波束成形設(shè)計(jì): 近似方法、性能分析與分布式優(yōu)化” 以及“臺(tái)灣科技部一般型研究計(jì)劃”、“全雙工-云無(wú)線接入網(wǎng)的資源配置與大規(guī)模優(yōu)化方法研究”等多項(xiàng)科研項(xiàng)目。

張縱輝在學(xué)術(shù)方面也取得了突出的成就。他撰寫(xiě)了38篇期刊論文、50篇會(huì)議論文、5篇書(shū)籍章節(jié)，為我國(guó)的科研提供了鮮明的指導(dǎo)。

對(duì)科研的杰出貢獻(xiàn)使張縱輝獲得了許多殊榮。2003-2006年，他曾先后獲得臺(tái)灣清華大學(xué)通信工程研究所入學(xué)獎(jiǎng)學(xué)金、臺(tái)灣清華大學(xué)通信工程研究所優(yōu)秀學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金、臺(tái)灣清華大學(xué)校長(zhǎng)獎(jiǎng)學(xué)金、臺(tái)灣教育主管部門(mén)菁英計(jì)劃獎(jiǎng)學(xué)金、臺(tái)灣杰出人才基金會(huì)獎(jiǎng)學(xué)金。2014年，他獲得臺(tái)灣科技大學(xué)年輕學(xué)者研究獎(jiǎng)。2015年，獲得IEEE通信學(xué)會(huì)亞太區(qū)杰出年輕學(xué)者獎(jiǎng)。2016年，他入選國(guó)家中組部第十二批“千人計(jì)劃”青年人才。

現(xiàn)在，張縱輝擔(dān)任信號(hào)處理權(quán)威期刊IEEE Transactions on Signal Processing與IEEE Transactions on Signal and Information Processing over Networks的副主編，并任國(guó)際會(huì)議出版聯(lián)合主席、分會(huì)主席與會(huì)議主席、國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議特邀演講者與教程演講者、國(guó)際會(huì)議技術(shù)議程委員會(huì)成員。

專注于科研領(lǐng)域，立足基礎(chǔ)科研，著眼通信系統(tǒng)、智能網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)分析等科學(xué)研究，張縱輝一如既往地追逐著前沿科學(xué)，與他人加強(qiáng)緊密的合作與廣泛的交流，希望為我國(guó)的科研事業(yè)盡心盡力，擁有全新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，更好地服務(wù)于社會(huì)，服務(wù)于人類。