你小時(shí)候的夢(mèng)想是什么?我的身邊幾乎有一半的人小時(shí)候的夢(mèng)想都是當(dāng)科學(xué)家，包括我自己(而另外一半，是開小賣部)。后來(lái)的我們成了醫(yī)生、老師、會(huì)計(jì)、記者、律師......“科學(xué)家”只能當(dāng)成一個(gè)笑談。
當(dāng)然，并不是所有人都是如此。
“我記得上小學(xué)的時(shí)候，老師問(wèn)我們長(zhǎng)大后的理想是什么，我填的是科學(xué)家，雖然當(dāng)時(shí)并不是特別清楚科學(xué)家是干什么的。”CNET記者不久前采訪高通工程技術(shù)總監(jiān)徐晧博士時(shí)，他這樣說(shuō)。
然而在記者眼里徐晧就是一個(gè)“科學(xué)家的傳奇”。他在中國(guó)長(zhǎng)大，在前蘇聯(lián)拿到了本碩學(xué)位，在美國(guó)攻讀了博士并工作20多年，又在今年6月回到了中國(guó)，成為高通中國(guó)區(qū)的研發(fā)負(fù)責(zé)人。他在十幾二十年前就參與了對(duì)于5G領(lǐng)域發(fā)展具有重要意義的兩項(xiàng)技術(shù)研發(fā)，如今又在5G的研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)制定中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。
這個(gè)“科學(xué)家的傳奇”未來(lái)將在中國(guó)的5G時(shí)代將續(xù)演哪些更多的故事呢?
在國(guó)外積累28年經(jīng)驗(yàn)后，高通5G科學(xué)家徐晧回國(guó)推動(dòng)5G和AI
徐晧 中國(guó)區(qū)研發(fā)負(fù)責(zé)人
原來(lái)你就是H. Xu!
早在1996年讀博士期間，徐晧就開始了毫米波的研究。他與美國(guó)無(wú)線通信領(lǐng)域著名的Theodore Rappaport教授一起，開創(chuàng)了38GHz和60GHz頻段的毫米波傳播研究，并參與撰寫了相關(guān)的論文，文中署名“H. Xu”。
毫米波的應(yīng)用是在通信領(lǐng)域中提高傳輸速率的一個(gè)重要突破。因?yàn)闊o(wú)線通信領(lǐng)域中很重要的資源就是頻譜，只有通過(guò)頻譜才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，但要想支持高流量，最大的問(wèn)題就在于頻譜資源有限。而通過(guò)毫米波技術(shù)，就可以以更高的帶寬支持更高的效率，拓展頻域，促成通信行業(yè)在架構(gòu)上的全新改變，支持5G網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)。
“后來(lái)當(dāng)我在高通工作時(shí)，還有做毫米波研究的外國(guó)同事，因?yàn)槎啻卧谡撐闹锌吹轿业拿挚s寫，一見到我就說(shuō)‘原來(lái)你就是H. Xu!’”徐晧笑著說(shuō)。
2000年，毫米波項(xiàng)目完成，讀完博士學(xué)位的徐晧加入了貝爾實(shí)驗(yàn)室，并參與了當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室的多天線技術(shù)MIMO系統(tǒng)的研究?！拔以谀亲隽巳甓嗟奶炀€技術(shù)的研發(fā)，在那個(gè)20多人的研究組中，有兩個(gè)是諾貝爾獎(jiǎng)獲得者?！毙鞎壔貞浀溃爱?dāng)時(shí)的辦公室坐落在一個(gè)小山丘旁邊，山上有很大的面對(duì)宇宙的天線，他們用天線測(cè)到了當(dāng)時(shí)宇宙噪聲的強(qiáng)度，基于此證明了宇宙大爆炸的理論。而當(dāng)時(shí)多天線技術(shù)才剛剛開始，我做的項(xiàng)目是在室外證明多天線技術(shù)可以讓通訊速率隨多天線個(gè)數(shù)增強(qiáng)?！?/p>
這項(xiàng)研究與此前的毫米波技術(shù)相輔相成，使得無(wú)線通信在空間上和頻域上得以擴(kuò)展。徐晧介紹，4G的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境通常考慮4個(gè)或8個(gè)天線，但5G尤其是毫米波需要考慮是128個(gè)天線甚至256個(gè)天線。毫米波必須要有大規(guī)模的天線作為支持，否則不能達(dá)到理想的傳輸和覆蓋效果。另一方面，毫米級(jí)的波長(zhǎng)也使得天線可以做到毫米級(jí)的大小，更容易滿足5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)天線數(shù)量的需求。
一手抓研發(fā)，一手抓標(biāo)準(zhǔn)制定
除了毫米波與大規(guī)模天線兩大重要技術(shù)的突破，5G相較于4G還有另外三個(gè)方面的跨越：一是可以提供一個(gè)靈活、自適應(yīng)的平臺(tái)，每個(gè)時(shí)域的長(zhǎng)度和子載波的寬度都可以調(diào)整，讓子載波的寬度隨著總帶寬而變化是我們能同時(shí)支持低頻(sub 6GHz)和毫米波通信的5G基礎(chǔ)技術(shù);二是更具兼容性，比如為前向兼容而留下的空子幀和空頻段，就好像一本做成活頁(yè)的書，當(dāng)以后需要對(duì)書中對(duì)內(nèi)容做出調(diào)整時(shí)，可以隨時(shí)往其中插入新的頁(yè)面;三是將連接時(shí)延降低至毫秒級(jí)別，在1毫秒之內(nèi)做到傳輸信號(hào)的調(diào)度傳送和同時(shí)接受反饋，實(shí)現(xiàn)物與物、車與車，或者是沉浸式體驗(yàn)的毫秒級(jí)連接。同時(shí)，這種低時(shí)延的傳播也讓用戶間快速波束轉(zhuǎn)換成為可能，基站可以快速在毫米波用戶之間切換。
“在5G時(shí)代，垂直行業(yè)應(yīng)用會(huì)大量興起，我們不僅要考慮人與人的通信，還要考慮物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)，而只有基于5G平臺(tái)才能真正有效的實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)?！毙鞎壉硎?。
2003年加入高通的他，一直領(lǐng)導(dǎo)著面向4G和5G的eMTC、NB-IoT、mMTC等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)。
技術(shù)的研發(fā)是一方面，另一方面，徐晧認(rèn)為5G的商用化很重要的一點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)的制定。在領(lǐng)導(dǎo)原型機(jī)開發(fā)的同時(shí)，徐晧還直接在3GPP RAN1國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)組織參會(huì)了6年，參與了包括NB-IoT/eMTC， NAICS (advanced receiver)， CoMP， 5G NR等多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的制定。對(duì)于他而言，一開始這并不容易，卻是有意識(shí)的主動(dòng)選擇。
“我以前不喜歡與人爭(zhēng)論，即使知道自己正確也往往點(diǎn)到而止，而在標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)，必須要從很多的提案中擇優(yōu)，所以一定要把不足的方案去掉，常常需要用最簡(jiǎn)單、最直接的辦法說(shuō)服所有的人，有時(shí)甚至從早上8點(diǎn)討論到凌晨1點(diǎn)，所有細(xì)枝末節(jié)的問(wèn)題都會(huì)討論得非常透徹。這不僅要求我在語(yǔ)言思路上變得更加清晰，也要求我對(duì)技術(shù)本身有足夠的了解，能夠在展現(xiàn)一些標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)解釋其他設(shè)計(jì)的不足， 最后取長(zhǎng)補(bǔ)短以達(dá)到最佳方案?！毙鞎壵f(shuō)。
據(jù)他所說(shuō)，5GNR有三個(gè)重要應(yīng)用場(chǎng)景和研究方向，一個(gè)是eMBB，增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶。另外一個(gè)是uRLLC，低時(shí)延、高可靠通信。第三是mMTC，是海量物聯(lián)網(wǎng)的概念。截至今年年底或明年3月，關(guān)于5G的第一個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)制定完成。在此后，基于該標(biāo)準(zhǔn)的商用就可以開始展開，譬如VR和AR、高精度的機(jī)器應(yīng)用、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。
“在5G標(biāo)準(zhǔn)做完之后，還有很多工作，如芯片研發(fā)、生產(chǎn)制造和測(cè)試。我們的原定目標(biāo)是在2020年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用，現(xiàn)在中國(guó)想把時(shí)間點(diǎn)再進(jìn)一步提前，所以現(xiàn)在預(yù)計(jì)會(huì)在2019年到2020年之間實(shí)現(xiàn)商用化?！?/p>
在終端實(shí)現(xiàn)人工智能的計(jì)算
回國(guó)后的徐晧實(shí)際上面臨著新的挑戰(zhàn)。從自己做研發(fā)，到帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，再到負(fù)責(zé)整個(gè)中國(guó)區(qū)的研發(fā)，這不僅僅是工作內(nèi)容上的轉(zhuǎn)變，更多的是角色的變化。要掌握?qǐng)F(tuán)隊(duì)今后的研發(fā)方向，要與其它運(yùn)營(yíng)商、合作伙伴、設(shè)備廠商進(jìn)行交流和合作，還要考慮如何推進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，并開拓新的研究領(lǐng)域。
對(duì)當(dāng)前的發(fā)展方向，他考慮得非常清楚。一方面，要在中國(guó)有效的和其他公司合作來(lái)推動(dòng)整個(gè)5G產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，另一方面就是通過(guò)芯片和算法的平臺(tái)為人工智能的發(fā)展提供重要支撐。5G在標(biāo)準(zhǔn)制定后馬上就將面臨大規(guī)模商用的需求，因此，在標(biāo)準(zhǔn)制定的同時(shí)高通已經(jīng)開始了相關(guān)的原型機(jī)試驗(yàn)和測(cè)試。在過(guò)去18個(gè)月里，高通已推出6GHz以下5G新空口 (NR)原型系統(tǒng)，在3.3GHz-5GHz中頻頻段運(yùn)行，并在今年2月被用于演示高通的首個(gè)5G新空口連接。同時(shí)高通也積極參與和中國(guó)運(yùn)營(yíng)商和廠家的合作， 比如和中國(guó)移動(dòng)，中興聯(lián)合的5G測(cè)試(IODT)，以推動(dòng)5G在中國(guó)的產(chǎn)業(yè)鏈和商業(yè)化。
9月11日，高通宣布推出5G新空口毫米波原型系統(tǒng)，加速面向智能手機(jī)的移動(dòng)部署，該原型系統(tǒng)在24GHz以上毫米波(mmWave)頻段運(yùn)行，用于測(cè)試和試驗(yàn)毫米波在真實(shí)環(huán)境中面臨的諸多挑戰(zhàn)，如終端設(shè)計(jì)和手握帶來(lái)的信號(hào)阻塞等。在毫米波方向，我們也在積極與國(guó)內(nèi)公司交流合作。
而在人工智能領(lǐng)域，高通一直相信，5G和人工智能將使得智能社會(huì)、智能生活成為可能。人工智能的應(yīng)用可以給5G帶來(lái)很多的應(yīng)用場(chǎng)景，如自動(dòng)駕駛、智能家居、沉浸式體驗(yàn)等等。另一方面，5G也可以給人工智能提供非常好的發(fā)展空間。例如5G會(huì)為云計(jì)算提供快速的傳輸渠道。除了云計(jì)算，高通也注重在終端實(shí)現(xiàn)的人工智能計(jì)算，人們不需要再把數(shù)據(jù)上傳到云中，在本地就可以直接進(jìn)行語(yǔ)音、圖像的處理，不僅節(jié)約流量，還可以保護(hù)隱私。
“5G和人工智能的結(jié)合會(huì)催生更廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用空間。無(wú)論是無(wú)線通訊的發(fā)展，還是人工智能的應(yīng)用，合作將變得越來(lái)越重要，未來(lái)沒有一家企業(yè)可以單打獨(dú)斗，需要不同的合作伙伴來(lái)發(fā)揮自己的長(zhǎng)處，共同打造產(chǎn)業(yè)鏈，才能實(shí)現(xiàn)互利共贏?！毙鞎壵f(shuō)道。