关于安德鲁·j·维特比
安德鲁·j·维特比的遗产
安德鲁·维特比(Andrew Viterbi)是南加州大学首批获得电气工程博士学位的人之一。“维特比算法”，一个消除信号干扰的数学公式，为蜂窝技术的广泛应用铺平了道路，并使维特比成为全球无线通信的焦点。
今天，维特比算法被用于所有四项国际标准的数字移动电话，以及数据终端，数字卫星广播接收机和深空遥测。维特比还是码分多址技术(码分多址)的联合开发者，码分多址技术是美国使用最广泛的手机技术
大胆的想法和创新精神改变世界
通信先驱安德鲁·j·维特比(Andrew J.Viterbi)于1962年获得了南加州大学首批电气工程博士学位，他永远地改变了世界各地人们的联系和交流方式，无论是在拥挤的城市里，还是在国家之间，还是在无限的空间里。
出生于模拟世界，这位富有远见的思想家用维特比算法打开了数字时代的大门，维特比算法是消除信号干扰的开创性数学公式。今天，维特比算法被用于所有四项国际标准的数字移动电话，以及数据终端，数字卫星广播接收机和深空遥测。
维特比博士对通讯的毕生兴趣始于孩提时代。1939年，为了躲避犹太人的迫害，他的家人从意大利逃到美国。长期与家人分离，让他们渴望找到跨越政治和地理边界的沟通方式。
理论转化为行动
维特比一家先是在纽约定居，然后是波士顿。1952年，他进入麻省理工学院学习电子和通信理论，师从诺伯特·维纳、克劳德·香农、布鲁诺·罗西和罗伯托·法诺等著名学者。1956年，他遇到了欧娜·芬奇，并结婚成家。
1957年，冷战正在进行。当年10月，苏联发射了世界上第一颗人造卫星斯普特尼克(Sputnik)，太空竞赛就此拉开帷幕。
这位麻省理工学院的新毕业生和他的家人搬到了加州，那里有国防工业巨头。他去了加州理工学院(California Institute of Technology)的喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)工作，该实验室后来成为通信和卫星控制系统中心，很快成为新成立的美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration)的一部分。在那里，他在一个团队中专门研究“扩频”系统的通信技术，该团队为美国第一颗成功的卫星“探索者1号”设计了遥测设备。面对尽可能准确和快速地处理和传输来自太空的信息包的挑战，该团队遇到了两个问题:卫星信号微弱，这是由于其漫长的旅程造成的，以及快速轨道造成的频率变化。
从这项工作中，维特比博士为他在南加州大学的博士论文提出了一个主题:纠错码。
发明新范式
维特比博士对信息论新思想的热爱使他首先走上了学术生涯。1963年，他加入加州大学洛杉矶分校，教授数字通信和信息理论课程。然而，他发现破译卷积码(用于提高无线电和卫星链路性能)所需的算法过于复杂，难以向学生解释。他的解决方案是:创造一种全新的算法。
当时，世界上只有少数几台计算机可以执行他的革命性算法所需的数百万次运算。一台能够快速进行计算的计算机需要粒子加速器的能量。然而，时间最终会赶上他的愿景。
维特比博士的第一本国际著作《连贯通信原理》(Principles of Coherent communication)出版于1966年。1973年，第二部《数字通信和编码原理》问世。在此期间，他一直致力于加州大学洛杉矶分校工程与应用科学学院的事业，进行数字通信理论的基础研究，并在领先期刊上发表他的研究成果。
富有远见的想法似乎满足了他的创业欲望。1967年春天，维特比博士在加州的一次电信会议上遇到了欧文·雅各布斯。这两人，以及维特比的另一位同事伦纳德·克莱因罗克(Leonard Kleinrock)，都对组建一个咨询集团感兴趣。三人每人投资1500到500美元，成立了Linkabit。该公司在为政府电脑提供软件和使用维特比算法进行模拟的过程中发展壮大。到20世纪70年代，Linkabit开始为使用超大天线的国防通信卫星提供技术。
扩张战略
但是维特比算法产生的复杂传输系统已经达到了技术极限。从通信卫星发送大量数据需要高效率的集成电路，比当时可用的电路复杂得多。维特比博士和他在Linkabit的同事们发明了一种突破性的计算机来完成这项任务，并将其称为“微处理器”，尽管它是由许多芯片组成的。
他的名声随着公司的发展而迅速增长。1975年，意大利国家研究委员会(National Research Council)授予维特比最高学术荣誉之一克里斯托弗·哥伦布奖(Christopher Columbus Award)。
1980年，Linkabit与波士顿的M/ a - com合并，仍然是一个独立的部门。它很快就生产了VSAT(甚小孔径终端)，这是私有卫星通信网络的基础。1985年，VSAT部门被卖给休斯。维特比和雅各布斯的团队有了一个新的梦想:他们一起创立了高通公司(Qualcomm Corp.)，开发和制造卫星通信和数字无线电话。1985年开办时，维特比博士因其创新思想，以及将科学发现转化为盈利企业的不可思议的能力而受到全球的尊重。
实验有回报
20世纪90年代，维特比博士再次利用了他在扩频技术方面的知识。他和同事们为移动电话设计了一种新的传输技术——码分多址(CDMA)，即码分多址接入技术。这种技术可以同时接入众多用户，对语音和数据的干扰更少，安全性更高。根据他自己的计算，该网络的容量可能是传统模拟系统的10到20倍。
维特比博士以CDMA冠军的身份走遍全国。很快，包括太平洋电信(Pacific Telesis)、摩托罗拉(Motorola)和美国电话电报公司(AT&T)在内的旗舰电信公司都投资于这项实验性技术。到2000年，全球有5000万部支持CDMA的手机，使CDMA成为主导的手机标准。“这是一个团队的努力，我为我所扮演的角色感到自豪，”他后来说。
在此期间，维特比博士继续对学术着迷，他住在拉霍亚，继续在加州大学圣地亚哥分校兼职教书。1994年，他成为加州大学圣地亚哥分校的名誉教授。
为了表彰他的发明精神，南加州大学在1986年授予了南加州大学工程学院杰出校友奖，1996年又授予了研究生院钻石周年校友奖。2000年，他加入了南加州大学董事会。以色列理工学院(Technion)邀请他成为电气工程的杰出客座教授。
2000年3月，65岁的维特比博士辞去了高通副董事长兼首席技术官的职务，他说:“现在是时候翻开新的一页，拓宽自己的视野了。”
多年来，他因对通信理论及其工业应用的贡献而获得了许多奖项，包括电气和电子工程师协会(IEEE)的亚历山大·格雷厄姆·贝尔奖章，马可尼国际奖学金和IEEE的香农奖和讲座，被认为是通信技术的最高荣誉。2001年，他被意大利总统电视台授予“共和国大腕”称号。
维特比博士获得了美国、加拿大、意大利和以色列大学的荣誉博士学位，并在日本、德国、意大利和美国获得了其他荣誉。他是IEEE院士、马可尼院士和美国艺术与科学院的成员，此外，他还属于在美国国家工程院和美国国家科学院拥有双重院士身份的科学家小组。
从1997年到2001年，Viterbi博士任职于美国总统信息技术咨询委员会，自1983年以来，他一直活跃于麻省理工学院电气工程和计算机科学访问委员会。
Viterbi博士是南加州大学工程学院理事会的成员，也是伯纳姆研究所和拉霍亚斯克里普斯癌症中心的董事会成员，伯克利数学科学研究所的受托人，以及加州大学国家实验室主席委员会的成员。
1998年，他和妻子在南加州大学设立了安德鲁和埃尔娜·维特比传播讲座。第一任主席所罗门·戈罗姆教授是数字和空间通信方面的专家。
维特比博士被同行誉为数字天才，他继续塑造我们联系、学习和探索的能力。他目前担任Viterbi Group, LLC的总裁，该公司为早期阶段的公司提供咨询和投资，主要是无线通信、网络基础设施和成像。此外，他还接受了再次任教的邀请，任教地点正是维特比工程学院。谁知道他接下来会发现什么呢?
左至右:南加州大学校长Steven Sample, Erna和Andrew Viterbi手持一束鲜花，工程学院院长C. L. Max Nikias。
维特比算法
产生清晰的沟通
假设你是一名侦探，试图确定一名抵达西雅图机场的嫌疑人的出发地。他是从国外来的，到那儿还不到一个小时。
你知道，在这段时间里，有4个国内航班从4个城市抵达，其他30个城市的航班也抵达。确定嫌疑人来源的一种方法是回到所有30个国家进行调查。另一种方法是:确定他从四个最近的城市中哪一个到达，然后只调查与那个城市有联系的地方。
安德鲁·j·维特比(Andrew J. Viterbi)在1966年发明并于次年发表的算法，比这个简单的插图更加微妙和灵活。但基本形势和战略是一样的。因为算法只是一个精确的规则(或一组规则)，指定如何解决某个问题。用户从一系列变化的结果开始，这些变化不是随机的，而是由已知的、严格制定的规则控制的。
该算法获取结果并回溯，丢弃所有根据规则不可能导致观察结果的分支。
维特比博士在创建自己的系统时，特别关注编码信息的电子信号。为了传输信息，使它们不会被噪声降级或丢失，在发送器上添加额外的“冗余”信息，这一过程被称为纠错编码。进入接收器的结果是一个脉冲的、由位、1和0组成的杂流。这些信号不是明确的0和1，而是接收器必须尽可能指定为0和1的滑动刻度值。
多亏了维特比算法，这种无线电波的滑动混淆可以产生清晰、无损的信息。密钥存在于输入信息的时间序列中，每一组位都按到达的顺序标记。
元素样本(在最新、最复杂的版本中深度可达15个时间序列)通过回溯时间来探测消息。该算法没有分析这个堆栈中所有可能的消息，而是迅速找到最可能的消息，在每一层中抛弃越来越多的可能性。
维特比博士发表他的算法时，计算机还无法完成哪怕是相对较浅的解码任务。随着计算能力的增长，维特比算法迅速成熟，成为一种强大而有用的工具，可以确保通过卫星链路进行无静态语音通信，手机是目前展示的“杀手级应用程序”。
家庭燃料之旅的发现
安德鲁·j·维特比(Andrew J. Viterbi)是一个意大利犹太移民家庭的独子，10岁时，他会从波士顿简陋的家中望着查尔斯河对岸，想象自己在世界闻名的麻省理工学院就读。
对于一个六年前全家逃离法西斯意大利的男孩来说，这是一个伟大的梦想，但对于一个已经知道自己想成为一名工程师的人来说，这并不是一个太大的梦想，他的偶像之一古格列尔莫·马可尼(Guglielmo Marconi)被认为是“无线电之父”。
安德鲁·维特比(Andrew Viterbi)出生于1935年，他最初和父母一起居住在意大利米兰东北部的贝加莫(Bergamo)，父母阿奇利(Achille)是一名眼科医生，玛丽亚·卢里亚(Maria Luria)是一名家庭主妇。
但在1938年，贝尼托·墨索里尼(Benito Mussolini)政权通过了新的种族法，其主要目标是意大利为数不多的、融合在一起的犹太人。突然间，那些自称意大利人的人被告知意大利已经与他们断绝了关系。阿奇利·维特比关闭了诊所，准备逃跑。
他们计划的开航日期是9月1日，这也是希特勒选择入侵波兰的秘密日期。然而，根据消息，维特比斯夫妇提前两周离开，安全降落在纽约，他们的堂兄住在那里。不到两年，这家人又搬了家，这次搬到了波士顿。
安德鲁·维特比在那里就读于波士顿拉丁高中，这是美国最古老的学校，也是本杰明·富兰克林和约瑟夫·肯尼迪的母校。维特比博士于1952年以225名学生中的第四名毕业。
在麻省理工学院，他立即走上了快车道，仅用了五年时间就获得了通信理论的学士和硕士学位。
1956年，另一件事改变了他的生活。他遇到了欧娜·芬奇并坠入爱河。除此之外，他们还共同戏剧性地进入了一片新的土地。
第二次世界大战期间，由于德国军队的入侵，厄娜和她的兄弟以及父母逃离了南斯拉夫的萨拉热窝。当他们一家人到达黑山的意大利人时，游击队员炸毁了一辆运兵车。作为报复，意大利军队逮捕了大量平民。其中有欧娜的父亲约瑟夫，她的祖父和两个叔叔。看到他们戴着手铐，她哭了起来。“让他们走，”一名意大利军官说。“我不想看到这个小女孩哭。”
芬奇一家逃到意大利的帕尔马，然后是瑞士，他们在那里等待战争结束，最终于1950年在加利福尼亚定居。
1957年，安德鲁·维特比和他的新家庭永久地搬到了洛杉矶。维特比博士写通信理论论文时，欧娜也在场。她记得他坐在沙发上沉思，在笔记本上涂鸦，而他们的孩子——奥黛丽、艾伦和亚历山大——在玩耍。
2000年4月，安德鲁和埃尔娜·维特比回到意大利的贝加莫，维特比博士曾在那里与保罗·萨尔皮高中的历史老师乔治·曼吉尼通信。在五天的时间里，维特比斯、曼吉尼和43名学生乘公共汽车前往奥地利和捷克共和国，参观了集中营和火葬炉的遗迹。这段情感之旅让维特比回到了原点。
无论安德鲁·维特比如何回顾过去，他总是向前看。他自己的孩子都进入了“家族企业”。奥黛丽是一名通信工程师博士，与父亲共同创办了Viterbi Group, LLC;艾伦是一位企业家;亚历山大是数字电影专家。这将是马可尼引以为豪的遗产。
迪安的消息
二四年三月一日
在这个校园的第一个工程课程开始99年后，我们自豪地命名我们的学校为南加州大学的安德鲁和埃尔纳维特比工程学院。
没有什么名字能比这个名字更恰当地体现这所学校的独创性和创新。安迪·维特比(Andy Viterbi)是我们的一员:南加州大学博士，南加州大学受托人，理事会成员，无线通信全球传播的先驱，一位有远见的工程师和企业家，他诞生了连接数亿人的蜂窝技术。
试着想象一个没有安迪发明的世界，你得回到30年前，那时还没有手机、卫星电视直播、深空天气预报和火星表面的视频传输。
安迪和他优雅的妻子欧娜慷慨地捐赠了5200万美元，这是有史以来收到的最大一所工程学院，他们用远远超过我们捐赠基金增长的资金保证了学校的未来。创新的维特比精神将激励新一代工程师，并将安德鲁和埃尔纳维特比工程学院提升到工程学院的最高梯队。
我们已经在路上了。在《美国新闻与世界报道》的研究生工程专业中，我们一直排名前十，在私立学校中排名前五。
我们学校每年的研究支出超过1.35亿美元，在全国终身教职人员的资助方面一直排名前三。目前，有23名教师是美国国家工程院的成员，在美国私立大学中排名第四。
维特比学院是仅有的四所学校之一，也是加州唯一一所拥有两个著名的国家科学基金会资助的工程研究中心的学校。我们刚刚成为国土安全部第一个卓越中心的所在地。在所有这些中心的激烈竞争中，我们学校获得了第一名。
这些丰富的前沿研究使我们的博士生能够在世界各地传播新技术。800名学生通过我们的远程教育网络攻读学位，该网络利用这里设计的创新高速互联网接口提供课程。我们的本科课程正在经历巨大的转变。我们即将入学的新生在过去两年中获得了南加州大学最高的SAT平均分。
这些才华横溢的青年男女将塑造明天的世界。也许100年后，当人类从火星广播天气时，我们可能能够将这些信息技术的起源追溯到安德鲁和埃尔纳维特比工程学院。
我代表学生、员工和教职员工，对安迪和欧娜的这份礼物以及它为我们所有人带来的无限机会表示最深切的感谢。
马克斯·尼基亚斯
迪安
南加州大学工程-数字时代的摇篮
安德鲁·j·维特比(Andrew J. Viterbi)的发明——以他颇具影响力的算法为主导——只是南加州大学安德鲁和埃尔娜·维特比工程学院长期以来的主要优势之一:数字信息技术。
自20世纪60年代初以来，南加州大学或与之相关的研究人员在从模拟信号的旧无线电世界向我们今天居住的数字领域的转变中发挥了核心作用。
南加州大学的工程师对计算机的理论理解和科学以及计算机操作和通信所依赖的基本工具做出了重要贡献。像光盘、传真机和手机这样的日常用品都使用了南加州大学研究的技术。从旅行者号到火星漫游者号的星际通信信号通过南加州大学创建的纠错系统保持原始状态。
互联网的关键元素始于南加州大学，包括强大的数字信号编码和解码系统。同样诞生于此的还有现在大家熟悉的jpeg和mpeg的技术和互联网基础，它们被全世界的计算机用来存储、传输和恢复静态图像和视频图像。
今天的安德鲁和埃尔纳维特比工程学院的数字祖先是在20世纪60年代初由那个时代的传奇院长Zohrab Kaprielian确定的。在他的领导下，三位伟大的数学和信息理论家加入了南加州大学电气工程学院。所罗门·戈罗姆、欧文·里德和劳埃德·韦尔奇都是年轻的科学家，当时麻省理工学院的克劳德·香农在1948年发表了具有里程碑意义的关于信号的论文。这三人以及维特比博士最终都获得了香农奖(Shannon Award)，这是美国电气与电子工程师学会(Institute for Electrical and Electronic Engineers)信息理论学会颁发的最高荣誉。
在那个信息通过连续模拟波形传输的时代，香农设想所有信号——无论是电话、收音机还是电视——都可以被分解成0和1，在另一端进行编码、传输和解码。香农确定了单个信道的最大传输速率，并假设在传输信号中增加足够的冗余，无论信道有多嘈杂，接收器都能准确地解码信息。
香农的见解是理论性的。但是，在很大程度上，戈罗姆、里德、韦尔奇和他们的学生和同事——包括安德鲁·维特比——把理论变成了工作的信号系统。这项工作今天仍在继续，南加州大学的新一代电气工程师，如Alan Willner和Keith Chugg。以下是南加州大学相关研究人员对数字革命的一些里程碑式贡献:
鲍姆韦尔奇算法由Lloyd Welch和Leonard Baum合作开发的Baum-Welch算法，就像Viterbi算法一样，是一个强大的工具，用于检查和分析连续过程的结果，这些过程有规律地逐步进行，即所谓的Markov过程。它已经成为许多领域的重要工具，以语音识别为首，并且最近作为涡轮解码系统的关键组件而获得了额外的名气，正如其名称所示，其功能具有无与伦比的速度。
域名系统(DNS)互联网依赖于一个灵活、稳定的系统来规范、分发和存储名称。1983年，南加州大学信息科学研究所(USC’s Information Sciences Institute)的保罗·莫卡佩特里斯(Paul Mockapetris)设计了一个系统来解决这个问题，该系统有可能添加几乎无限数量的新地址。除了组织数字地址，Mockapetris和已故的Jon Postel还引入了现在无处不在的。com， .gov， .edu， .org，后缀以及国家代码。
图像压缩与识别威廉·普拉特(William Pratt)是最早研究以压缩形式记录视觉图像的分析和存储数据方法的人之一。哈里·安德鲁斯探索了在数字文件中识别形状的方法——最初是打印字母。Pratt, Andrews和随后的Andrew G. Tescher的工作导致了今天的jpeg静态图像压缩系统。并行的mpeg系统，压缩视频图像，也有USC的根。Jay Kuo和Antonio Ortega正在继续南加州大学对视频压缩的研究，而Irving Reed创建了他自己的图像压缩系统，并被AOL采用。
伪随机序列/移位寄存器序列1967年，Solomon Golomb出版了第一本专门研究伪随机序列(也称为移位寄存器序列)的书。随着数字通信技术的发展，这些序列在许多应用中发挥了核心作用，包括数字CDMA手机系统和“直接序列扩频”安全军事通信。它们被广泛应用于有限访问安全系统、“流密码”密码学和抗干扰导弹制导系统(用于生成有效的连续波雷达信号)，以及实现许多纠错码的编码和解码，包括里德-所罗门码。
第四纪(z4)纠错码/3g蜂窝1994年，维贾伊·库马尔(Vijay Kumar)和他的博士生罗杰·哈蒙斯(Roger Hammons, Jr.)在现有的错误码中发现了一个隐藏的规律，这直接导致了CDMA小区编码的改进和效率的提高。库马尔的编码采用的不是二进制信息编码，而是四元(1,2,3,0)值，这是先进的新型“第三代”(3G)信号设备的基础，其传输信息的效率是原来的四倍。
维特比博物馆
南加州大学Andrew and Erna Viterbi工程学院的一颗隐藏的小宝石。
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发布于2016年12月6日
最后更新于2021年4月8日
