一個(gè)老華為人眼中的5G前路：2020年商用太激進(jìn) 技術(shù)仍待突破

　　俗話(huà)說(shuō)，“狡兔三窟”，當(dāng)年破產(chǎn)的北電網(wǎng)絡(luò)吃過(guò)賣(mài)掉WCDMA業(yè)務(wù)的大虧，華為卻在5G通信技術(shù)方案上“三箭齊發(fā)”，押寶的其中之一——Po-lar碼方案終于脫穎而出，美國(guó)時(shí)間11月17日凌晨，首次入選世界5G標(biāo)準(zhǔn)。

　　不同于前幾代技術(shù)，諸侯割據(jù)，全球5G將統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，未來(lái)形成“一統(tǒng)”天下。實(shí)際上，全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)在3G時(shí)代就已經(jīng)提出，但是3G分裂成為WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，在4G時(shí)代由于高通放棄UMB，中國(guó)與歐洲在TDD標(biāo)準(zhǔn)上達(dá)成妥協(xié)，因此全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)將有望得以實(shí)現(xiàn)。

　　恰恰通信領(lǐng)域金字塔尖不是設(shè)備制造能力，不是商用能力，而是標(biāo)準(zhǔn)，掌握了標(biāo)準(zhǔn)就掌握了全球話(huà)語(yǔ)權(quán)，高通之所以是第三代移動(dòng)通信的霸主，因?yàn)樗_(kāi)辟了一種通過(guò)專(zhuān)利收取許可費(fèi)的商業(yè)模式，而成就這種模式的就是其3G時(shí)期研發(fā)的CDMA技術(shù)。4G時(shí)代采用了OFDM技術(shù)，擺脫了前者的絕對(duì)掌控，建立了一套新體系，這讓行業(yè)重新洗牌，格局發(fā)生改變。這種改變多發(fā)生在中國(guó)，華為則是典型代表。在此基礎(chǔ)上，近日，高通的LDPC與華為的Polar碼方案，一前一后成為5G標(biāo)準(zhǔn)編碼方案，前者主要是數(shù)據(jù)信道，后者是控制信道。

　　一時(shí)間外界有了“華為拿下5G時(shí)代”的說(shuō)法，華為自身的新聞稿措辭卻極為低調(diào)謹(jǐn)慎，我個(gè)人看來(lái)外界確有誤讀，Polar碼方案毋庸置疑讓華為在5G時(shí)代擁有更多話(huà)語(yǔ)權(quán)，成為華為漸進(jìn)演化之后的新角色標(biāo)簽，但這僅是5G標(biāo)準(zhǔn)的初級(jí)階段——編碼階段，離5G標(biāo)準(zhǔn)最終確定還有很長(zhǎng)路要走。

　　專(zhuān)利持久戰(zhàn)

　　我千禧年入職華為，離職之前，我一直從事無(wú)線(xiàn)通信研究工作，從3G到4G，十幾年時(shí)間，經(jīng)歷了華為和通信行業(yè)的跌宕起伏，對(duì)此領(lǐng)域有著深刻的感情。

　　華為再次成為行業(yè)焦點(diǎn)是，一周前，在3GPPRAN187次會(huì)議關(guān)于5G控制信道編碼的討論中，華為的Polar碼方案戰(zhàn)勝來(lái)自美國(guó)和法國(guó)的兩個(gè)公司方案——美國(guó)的LDPC和法國(guó)的Turbo2.0方案，成為5G控制信道eMBB場(chǎng)景編碼的解決方案。

　　由此引發(fā)了外界的誤讀，“碾壓高通”、“全球5G標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)定”……這種誤讀背后有著獨(dú)特背景，華為1987年成立，到現(xiàn)在近30年了，從白手起家到全球最大的通信設(shè)備制造商，某種程度寄托了中國(guó)人實(shí)業(yè)強(qiáng)國(guó)的夢(mèng)想。

　　而華為在1G、2G、3G時(shí)代，都是模仿大公司產(chǎn)品，從交換機(jī)到2G、3G技術(shù)，這些年，任正非一直不斷地強(qiáng)化研發(fā)創(chuàng)新，吸納同行的頂尖人才，經(jīng)過(guò)漸進(jìn)演變，4G時(shí)代的華為，在外界看來(lái)已然可以和西方對(duì)手平起平坐了。

　　近期華為連續(xù)在知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面頻頻動(dòng)作，先是與壟斷性質(zhì)的高通達(dá)成了專(zhuān)利的雙向許可，又與蘋(píng)果公司達(dá)成雙向許可并實(shí)現(xiàn)盈利，接著又對(duì)三星發(fā)起了專(zhuān)利訴訟，這一系列的事件，在公眾心中產(chǎn)生了一種印象，就是華為在4G的知識(shí)產(chǎn)權(quán)上已經(jīng)與西方平起平坐了。在這中間我發(fā)明的SFR和sOFDM技術(shù)起到了關(guān)鍵作用，單就4G核心技術(shù)而言，可以說(shuō)華為已占了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但由于華為在創(chuàng)新價(jià)值判斷、人員素質(zhì)等有不少差距，所以外表看起來(lái)，與西方打成平手。

　　時(shí)間回溯到2009年初，北電破產(chǎn)，該公司曾是加拿大著名電訊設(shè)備供應(yīng)商，彼時(shí)恰好是華為的擴(kuò)張期，而北電的破產(chǎn)多少也有華為擴(kuò)張的影響，北電破產(chǎn)后，一方為谷歌，另一方為愛(ài)立信、蘋(píng)果等多家公司，最終北電專(zhuān)利資產(chǎn)被拍出45億美元的天價(jià)，花落后者。北電Fellow童文、朱培英等無(wú)線(xiàn)通信的頂尖研究人才，被華為吸納，彼時(shí)華為給了他們很大的權(quán)限及地位，整個(gè)北美研究所都由其管理，而且華為的無(wú)線(xiàn)研究創(chuàng)新及標(biāo)準(zhǔn)體系都由他們牽頭，也就是在那一年，3G大行其道、4G尚在襁褓，童文他們開(kāi)始5G技術(shù)的研發(fā)。華為早前不善于技術(shù)研發(fā)，任總說(shuō)我們是游擊隊(duì)，頭上裹著白毛巾、手里拿著把鋤頭，就開(kāi)始鬧革命。童文等一大批人才的加入，使華為的此種狀態(tài)，大有改觀。

　　2009年前后至今，華為籌備5G技術(shù)布局已七年有余，時(shí)間周期頗長(zhǎng)，但這又符合行業(yè)特點(diǎn)，華為索性把5G技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新交給了童文，他現(xiàn)在的title是IEEEFellow、華為5G首席科學(xué)家。

　　5G研發(fā)隨著華為的各種條件的改進(jìn)而推進(jìn)，創(chuàng)新?lián)碛腥A為本身很好的資源，資金也非常充足保證，任總也非常有遠(yuǎn)見(jiàn)，他對(duì)創(chuàng)新的重視程度，隨著業(yè)務(wù)發(fā)展逐漸不斷強(qiáng)化。起步時(shí)做產(chǎn)品，而后涉足預(yù)研性工作，然后每個(gè)產(chǎn)品線(xiàn)成立了單獨(dú)的預(yù)研部，再后來(lái)研究方面成立了2012實(shí)驗(yàn)室，緊接著，不斷從競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手處把人才聚集過(guò)來(lái)，2013年華為曾宣布將在5G研究和標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)階段投入6億美元，其中并不包含產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段的投資，不可謂不大手筆。

　　如今華為的運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)、企業(yè)業(yè)務(wù)和消費(fèi)者業(yè)務(wù)，都發(fā)展的不錯(cuò)，大家對(duì)華為有進(jìn)一步的期待，希望它在產(chǎn)業(yè)發(fā)展上起到領(lǐng)導(dǎo)性作用，Polarcode方案是華為在主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)制定方面的嘗試，同時(shí)也取得了一定的發(fā)言權(quán)。

　　5G前路波折

　　全球5G正在喧囂中推行，先是在4G落后的日韓，非常積極投入5G，然后中國(guó)也變得積極，歐美雖然比較理性，但也怕中日韓搶了先機(jī)，可以看到整個(gè)世界上5G標(biāo)準(zhǔn)爭(zhēng)奪大戰(zhàn)愈演愈烈，在編碼階段，中國(guó)華為的Polarcode方案競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，主要包括以美國(guó)公司為首的LDPC，法國(guó)的Turbo2.0方案，其中美國(guó)高通推LD-PC方案，被確定為5G的中數(shù)據(jù)信道的編碼方案。

　　一般情況下無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)每十年更新一代，移動(dòng)通信技術(shù)上幾代的情況是，1G不太成功，3G有很多國(guó)家投資都未收回，而2G、4G都非常成功，我認(rèn)為十年更新一代并不太合適，如果15年更新一代的話(huà)，或許每一代都會(huì)比較成功。而且通信產(chǎn)業(yè)如今有點(diǎn)“為賦新詞強(qiáng)說(shuō)愁”的意味，由于周期長(zhǎng)、政治因素以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展決策鏈條太長(zhǎng)，導(dǎo)致上到國(guó)家政府下到企業(yè)做事的工程師，沒(méi)有一個(gè)很好的全局觀，而且往往是從上而下的決策推動(dòng)，不是從市場(chǎng)需求上傳導(dǎo)出的創(chuàng)新更迭。

　　現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題是，早在2009年通信專(zhuān)家就坦言，移動(dòng)通信基礎(chǔ)領(lǐng)域的創(chuàng)新，遲遲難有大的突破。從1G到2、3、4G，之前是有充足的技術(shù)儲(chǔ)備，但都在更迭過(guò)程中幾乎用光了，而到了5G卻幾乎沒(méi)有技術(shù)儲(chǔ)備了，似乎無(wú)路可走，這讓華為的角色轉(zhuǎn)變難題逐漸凸顯，長(zhǎng)久以來(lái)，華為都處于模仿和跟隨的技術(shù)創(chuàng)新模式，而如今不僅中國(guó)沒(méi)有了“被模仿者”，全世界都沒(méi)有，而華為成為了世界老大的同時(shí)，也被外界寄予了領(lǐng)導(dǎo)產(chǎn)業(yè)前行的領(lǐng)軍者期望，要給產(chǎn)業(yè)指明方向，這也正是任正非今年的一次講話(huà)中提及的“華為進(jìn)入了無(wú)人區(qū)”，任總感到迷茫的一個(gè)佐證。

　　據(jù)了解，所謂“三箭齊發(fā)”，華為此前發(fā)布的5G方案里，Polar碼并非唯一也非其中排列最靠前的技術(shù)，華為發(fā)布三個(gè)技術(shù)方案，其中第一位是成倍提升頻譜效率的多址技術(shù)SCMA(SparseCodeMultipleAccess)、第二位是空口波形技術(shù)F-OFDM(FilteredOFDM)，第三位才是Polarcode技術(shù)。

　　Polar碼并不是華為原創(chuàng)技術(shù)，Polar碼是于2008年由土耳其畢爾肯大學(xué)ErdalArikan教授首次提出，這是世界公認(rèn)的非常好的技術(shù)方向。ErdalArikan教授在MIT取得博士學(xué)位，在那期間，美國(guó)人RobertG.Gallager博士是他的博士生導(dǎo)師，而RobertG.Gallager博士于1963年提出的LDPC碼(一類(lèi)具有稀疏校驗(yàn)矩陣的線(xiàn)性分組碼)，兩個(gè)發(fā)明者有著師徒之情，這便是高通主推的LDPC與華為的Polar碼之間的淵源，除此之外，華為原創(chuàng)的前兩項(xiàng)技術(shù)，我個(gè)人也并不看好。

　　如今，業(yè)界的共識(shí)是5G在2020年商用，對(duì)于這個(gè)時(shí)間表，我認(rèn)為是比較激進(jìn)的，最大的困難是缺乏核心技術(shù)儲(chǔ)備。編碼這塊，由于LDPC和Polar碼業(yè)界已經(jīng)研究多年，是最靠譜的。但是比起4G時(shí)代的Turbo碼，進(jìn)步并不是很明顯。多址方面流行的NOMA技術(shù)，前不久我已經(jīng)從信息論的層次上證明沒(méi)有增益，而另一個(gè)火熱的mMIMO技術(shù)的成熟度也很差。

　　我的觀點(diǎn)是，如果沒(méi)有基礎(chǔ)理論和核心技術(shù)的突破，難以形成一代通信系統(tǒng)。當(dāng)然，通信標(biāo)準(zhǔn)并不是單純的技術(shù)問(wèn)題，其中商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)和政治博弈也起到非常大作用。5G在各方力量的推動(dòng)下可能會(huì)按照既定時(shí)間表推出，但是如果技術(shù)上不成熟最終會(huì)在市場(chǎng)上敗下陣來(lái)。ATM和WiMax的失敗就是很好的例子。我個(gè)人長(zhǎng)期從事基礎(chǔ)理論和核心技術(shù)的研究，在3G和4G時(shí)代已經(jīng)有豐富的成果，對(duì)后續(xù)的理論和技術(shù)發(fā)展已經(jīng)獲得了實(shí)質(zhì)進(jìn)展。我兩年前提出的多級(jí)軟頻率復(fù)用技術(shù)，可以讓系統(tǒng)容量提升30%，是一個(gè)非常大的突破，在其他方向上也已經(jīng)獲得進(jìn)展，會(huì)逐漸向業(yè)界發(fā)布。原創(chuàng)技術(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的生產(chǎn)力的周期很長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)很大，但是我會(huì)闖一下。

　　(楊學(xué)志畢業(yè)于清華大學(xué)，2000.7~2012.9任職華為，IEEESeniorMember，4G奠基性技術(shù)“軟頻率復(fù)用”的發(fā)明人，《通信之道》作者，現(xiàn)為無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)獨(dú)立研究者。本報(bào)記者馮慶艷、劉創(chuàng)采訪(fǎng)整理)