扩频通信发明人CDMA之母海蒂·拉玛

admin

5 D9 Q! [$ N6 X& u6 D6 V4 ?# M

射频百花潭

- Y8 ~' U  l" Z- J5 V; d海蒂·拉玛（Hedy Lamarr），生于1914年11月9日，卒于2000年1月19日。十几岁的她便因惊人的美貌被一位美国导演发掘，并跟随其去柏林学习。作为出身显赫与各国军方高层私交密切的好莱坞巨星，曾被赞誉为全世界最美丽的女人。有意思的是，她其实数学和通信功底很深，是现代无线通信的核心专利跳频技术的第一发明者，CDMA、Wi-Fi等技术都以此为基础。2014年入选美国发明家名人堂。
4 P! Y& N( M2 Q8 E- j7 R" @+ H3 L7 D在手机普及，大家千万不要小看手中这个小小的通讯工具，在它之后，站着一位世界上最美丽的女人。我们不应该忘记她！
" R  N& |2 P7 r9 d/ x% {2 F不过， 我们也应该谨记，美貌，不是衡量一个人，一个女人的唯一标准。
: p" N( V$ B4 t1 b, C% O  ^
# Q: L$ [+ g% ]- w' w7 l9 h; q! r3 _
当以[url=]CDMA[/url]为基础的通信技术开始走入大众生活，科学界才想起了已经83岁高龄的CDMA之母海蒂.拉玛（Hedy Lamarr），非营利性、非官方的电子前沿基金会（EFF: Electronic Frontier Foundation）授予了海蒂.拉玛早应得到的荣誉，但此时，她的专利已经失效，而其终生未能因此而得利。


2 c7 T% _6 o& W/ K' w" E; F

另外这位美女逝世于2000年1月19日，无论是演员还是算科学家算是非常长寿了。倍感欣慰。
+ _9 Z- M9 u7 H' ?& U8 i, S
- t+ Q8 F+ P" K! ~2 k" q; I" Y
7 |% s/ u$ t. [她是上世纪最不可思议的女人，价值远远超过如[url=]斯芬克斯[/url]之谜的嘉宝。

. k3 w  Y$ f( |+ T! R2 v
, N; u1 c6 O8 w; x$ y1 ~+ d' b- F她美貌惊人，而且随性洒脱，[url=]放浪形骸[/url]。她一生曾有过八次婚姻，是最早在电影上有露点演出的女演员，一生罗曼史更是连[url=]玛丽莲.梦露[/url]这样的性感女神也自愧不如。
. N: A$ D+ C' m0 H$ }6 K" [

但她却有如此严谨的科学头脑，为世人贡献了如此有价值的发明。
, p& c& k% H9 C7 b2 c光影中的拉玛，谜一般的女人！
. z5 Z' ]3 D) W
' G% L1 Q0 w2 }# a: N4 u
* ?3 E1 O! h) W) b7 m, }# k1 E就在高通因CDMA专利坐在家里数钱的时候，CDMA皇冠上的宝石———扩频理论的核心基础却躺在专利号“2，292，387”的“保密通信系统”文件里，申请时间是1941年6月10日。直到1997年，美国电子前沿基金会授予了这项专利第一申请人海蒂·拉玛（Hedy Lamarr）荣誉技术奖章时，她才真正进入我们的视线。

3 \' g& P) k6 L# u* ?



海蒂1914年11月9日生于[url=]维也纳[/url]一个犹太银行家家庭。[url=]少女时代[/url]的她很快迷上了表演，放弃了选修的通信专业而到柏林学习表演。凭着无与伦比的外表和表演欲，16岁的海蒂就迎来了她的第一部电影《街上的钱》。1932年，一家捷克斯洛伐克电影公司邀请18岁的海蒂担当《[url=]神魂颠倒[/url]》（Ecstasy）的女主角。海蒂成为世界上首位全裸出镜的明星。
% h& H" ]! {/ n; M# J; n

9 i5 @% Y( F1 P; l! d4 @



婚姻改变命运
$ V: F" O0 D( Z3 C$ ~6 ]
3 L% q5 x! G9 N, g
1 C0 @# F: Y. `( \( K曼德尔也是一名[url=]犹太人[/url]，但他支持[url=]纳粹[/url]，甚至成为纳粹主要军备的奥地利军队供应商。他很重视无线电信号遥控鱼雷和无线通信干扰技术。虽然无线通信技术在当时属于国家最高级别军事机密，但曼德尔与武器专家谈论相关技术时，他允许海蒂旁听甚至记录。他没想到通信专业出身的海蒂在数月后基本掌握了这项技术。不过，曼德尔不愿妻子在外抛头露面。她曾提过想继续拍电影，被[url=]曼德尔[/url]粗暴地拒绝了，“我连游泳和上街的自由都没有。”这让海蒂小姐对曼德尔彻底死心了。

' Z7 w3 ^8 e2 f; E
Hedy Lamarr结婚前，一直热心于电影艺术，但电影Ecstasy之后，一场突然到来的，貌似幸福无比的婚姻改变了她的命运，把她卷入了二战前欧洲政治军事斗争的漩涡之中！Hedy在她二十岁的时候嫁给一当时赫赫有名的[url=]奥地利[/url]军火商――Fritz。Friedrich Mandl，这个人虽然和Hedy一样，也是[url=]犹太人[/url]，但他是个没立场的贪财之人。1934年开始，奥地利的政权就开始被亲[url=]纳粹[/url]的政客逐渐把持，Fritz为了巴结亲纳粹政府，向德国军方推销军火，Fritz最初的主要产品是战车和军舰上安装的装甲，以及用于火炮的普通榴弹。　不久以后当Fritz的奥地利军火公司（Hirtenberger Patronen-Fabrik）被亲纳粹的奥地利政府夺取之后，他竟然依旧支持纳粹，不懈[url=]余力[/url]地为其出谋划策。20世纪三十年代中期，他的注意力转向飞机，对飞行控制系统产生了兴趣并展开了一系列研究。Hedy的容貌是她丈夫讨好[url=]纳粹[/url]高层的法宝，Hedy也因此获取了军事保密通信领域的众多前沿思想。然而，谁也没有想到的是，他的妻子Hedy，作为当时[url=]维也纳[/url]社交圈里的名人，在跟随丈夫取悦[url=]希特勒[/url]和[url=]墨索里尼[/url]等纳粹头目之余，竟然也详细地了解了丈夫的工作。而Mandl当时恐怕无论如何也想不到――他那周旋于权贵间的美貌妻子不但能够完全理解他的研究，并且日后将其发展到自己远未深入的程度。但Hedy坚决反纳粹，二人间的矛盾不能调和，于是到1937年这段姻缘完结了。

逃亡伦敦


- ?4 n" V! b1 S5 n/ K+ P1938年3月纳粹正式进入[url=]奥地利[/url]，随后，Hedy也逃到伦敦，以远离她失败的婚姻和众多的纳粹“朋友”。顺便也把[url=]纳粹[/url]无线通信方面的“ 军事机密”带到了盟国。这些机密主要是基于无线电保密通信的“指令式制导”系统，用于自动控制武器，精确打击目标，但为了防止无线电指令被敌军窃取，需要开发一系列的无线电通信的保密技术――受过良好教育的Hedy偷偷地吸收了许多极具价值的前瞻性概念。

秘密通讯系统

7 [: |4 j, T6 n: c7 Z0 ^40年代初，海蒂在好莱坞结识了同样极度痛恨纳粹的乔治·安塞尔。此人本是个欧洲音乐家，後来因二次大战爆发，他被迫回到好莱坞。

4 ^5 d5 F4 ~; [% N3 i

3G网络通信技术的最初灵感就来自于这样的自动钢琴纪录纸带

0 m3 ?6 q6 f7 g+ W2 Z靠著两人的智慧以及其他科学家的帮助，他们完成了这项研究，并且在1942年的八月得到美国的专利。这就是“[url=]扩频通讯技术[/url]”。他们将这项专利送给美国政府，希望能够对当时正如火如荼进行中的二次大战有帮助。可是美国军方的科学家完全不把他们的研究当一回事。美国军方甚至认为海蒂如果想要帮助美国，还不如多利用她的美貌和明星的地位帮助美国多卖一些政府公债。事实上，海蒂真的帮忙卖了七百万美金的公债，而她和乔治的伟大发明，则一直处於被冷冻的状态。
# c3 A( w& o$ C2 U
7 A% ~8 d+ ~3 ?. a4 _$ i& z1 b4 M在美国的专利局，曾经尘封着这样一份专利：专利号为2，292，387的“保密通信系统”专利，这个专利的通过时间是1942年8月11日，申请时间是1941年6月10日，如图：



1 R2 A: [8 _7 i! F+ N) J; U! x
5 ]" @, _( y* M. G, a

/ `, o/ D6 U; A8 G% A2 X真正的鼻祖，并非只是想象出了可以随身携带，没有电话线的电话而已。
除了惊人的美貌，更有惊人的头脑。她出身富贵，受过良好的教育，学的是通讯专业。她精力过人，在好莱坞打拼之余，竟有了如此发明，令人莫明震惊！
' V) p- A. D( \* ]/ {$ y- M海蒂.拉玛一生在娱乐杂志封面出现已经是司空见惯，这一回却出现在了科技杂志封面上。真是科技与美的完美结合！
7 b. w8 o  P& Z) ?% g' A/ t/ g! S$ ?0 G
3 ?8 ?, _  r7 X4 z8 P1 `2 o, c' G二战期间，参战各方都想提高鱼雷命中率。
# y* f+ q. R% d
/ x; _! b3 ^3 V3 Q( W) F% K他们通常会用无线信号引导鱼雷。但敌方也可以通过干扰无线电信号，让鱼雷偏离攻击目标。早期的通信是同时在一个单独的频道上传输，敌方探察到引导频道，就可以有效地干扰信号。海蒂认为自己能解决单独无线信号频道的技术瓶颈。她设想在鱼雷发射和接收两端，同时用数个窄频信道传播信息，这些信号按一个随机的信道序列发射出去，接收端则按相同的顺序将离散的信号组合起来。这样一来，对于不知信道序列的接收方来说，接收到信号就是噪声。与此同时，由于接收端只需要对数个特殊频段的特定序列信号敏感，对一般的噪声免疫力很好。而敌方又不可能实现全频段的干扰。但怎么才能做到这一点呢？

这时，她结识了富有传奇色彩的音乐家乔治·安泰尔（George Anteil）。安泰尔是当时先锋派作曲界的顶尖人物之一，创作并演奏了《飞机奏鸣曲》、《爵士奏鸣曲》、《机器之死》等曲目，名噪一时。1933年安泰尔开始为好莱坞进行电影音乐创作，并开始对人体内分泌的研究。


8 V2 `$ K) B9 H& J% J; e6 f
& k* {' _! \, ^% k) o
专利说明描述了一种引导鱼雷的通信方法：在一段固定时间内，在载波频率之间发射方和接收方用一种同步的通信方式。被发射方（飞机）和接收方（鱼雷）所采用载波频率同步的编号，是由一种类似自动钢琴音乐筒的装置控制，该装置有一个独特的由88个可能的阶梯组成的序列。通过在每个频率上仅发送整个信息的一小部分，鱼雷能受到操纵。干扰通信的企图通常一次只能是一条信道失去作用，而在其他信道上的信息足以保证鱼雷做出必要的方向矫正，以击中目标。

: {3 H7 v: e- s# X6 w


2 t. g1 B8 e+ F+ BCDMA

当时，没有多少人认为可以将音乐装置放进鱼雷。对此安泰尔自嘲道：“我们所犯的错误就是在解释这项技术时为了听众能更好地理解，引用了自动钢琴的原理。”不久，海蒂和安泰尔又回归了各自的艺术圈。而跳频技术则沉入了故纸堆。




* u" v9 K, X8 `8 W5 S
. m& b. D/ L2 q  J
二战中，美国人从未将跳频技术用于进攻[url=]纳粹[/url]军舰。人们所能知道的对它最早实现是在20世纪50年代中期。它涉及在飞机和被称作声纳浮标设备之间的双向通信。当时，美国海军给[url=]霍夫曼[/url]无线电公司一份专利，让它生产声纳浮标以及伴随飞机的无线电。不过，发明者的名字被从文件中抹去，给出的信息处于极度保密状态。霍夫曼公司的技术人员完全不知道，这项专利是一个女演员和一个音乐家搞出来的。


最终，霍夫曼无线电公司完成了这一跳频机械设备。在此基础上，军方研发了许多产品，其中包括一架在[url=]越南战争[/url]中使用的遥控[url=]无人驾驶飞机[/url]。[url=]古巴导弹危机[/url]期间，“跳频”以隐蔽通信的形式在军舰之间构成了海军封锁。
1 r( w, U; r& |% ~2 F. G  T
, V' c& c* N* J( \  v1 e冷战结束后，美军解除了对“跳频”技术的管制，允许其商业化。与此同时，电子晶体管的发展使“跳频”技术的实现越发简单。频率同步方法从机械到电子的转化，促进了它的普遍实现。电子通讯和无线技术得到了长足发展，手机、卫星通讯、无线网络等技术引领了信息时代。在“跳频”技术基础上，1985年美国的一家名不见经传的小公司在[url=]圣迭戈[/url]成立，悄悄地研发出CDMA无线数字通信系统。这家公司就是高通。高通已成为全球500强的大公司，而它的理论来源的发明者海蒂却差点给人遗忘。

1 a, g1 C; s" K, E  d
8 m: T5 t7 m/ l( o7 ~: S
6 @! I, h6 {, I; f2 P8 E

) U+ f. s8 s( R/ z3 L# d  [更多精彩请加入“中国射频微波微信第一群”， 先加徐老师微信号：15989459034，注明公司，射频领域及方向，通过验证后加入。（注：本群属纯技术研讨群，销售代理等非射频技术人员勿加）！?
# ?3 n3 g3 V5 L+ Q' h1. 本群4000人，成员涵盖了国内所有射频方向企业，高校，研究所。其中教授，总监，总经理，主任专家，海归，千人计划，长江学者，首席科学家，博士700+人。
; i. S) e5 {" o- ?( y; A4 D2. 本微信群由“兴森快捷-安捷伦射频高速联合实验室”射频负责人，《ADS2008/2011射频电路设计与仿真实例》《HFSS射频仿真设计实例大全》电子工业出版社，主编徐兴福建立。