老华为人眼中的5G前路 2020年商用太激进 技术仍待突破

转载于电子应用技术
俗话说，“狡兔三窟”，当年破产的北电网络吃过卖掉WCDMA业务的大亏，华为却在5G通信技术方案上“三箭齐发”，押宝的其中之一——Po-lar码方案终于脱颖而出，首次入选世界5G标准。

　　不同于前几代技术，诸侯割据，全球5G将统一标准，未来形成“一统”天下。实际上，全球统一标准的目标在3G时代就已经提出，但是3G分裂成为WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三个标准，在4G时代由于高通放弃UMB，中国与欧洲在TDD标准上达成妥协，因此全球统一标准将有望得以实现。

　　恰恰通信领域金字塔尖不是设备制造能力，不是商用能力，而是标准，掌握了标准就掌握了全球话语权，高通之所以是第三代移动通信的霸主，因为它开辟了一种通过专利收取许可费的商业模式，而成就这种模式的就是其3G时期研发的CDMA技术。4G时代采用了OFDM技术，摆脱了前者的绝对掌控，建立了一套新体系，这让行业重新洗牌，格局发生改变。这种改变多发生在中国，华为则是典型代表。在此基础上，近日，高通的LDPC与华为的Polar码方案，一前一后成为5G标准编码方案，前者主要是数据信道，后者是控制信道。

　　一时间外界有了“华为拿下5G时代”的说法，华为自身的新闻稿措辞却极为低调谨慎，我个人看来外界确有误读，Polar码方案毋庸置疑让华为在5G时代拥有更多话语权，成为华为渐进演化之后的新角色标签，但这仅是5G标准的初级阶段——编码阶段，离5G标准最终确定还有很长路要走。

　　专利持久战

　　我千禧年入职华为，离职之前，我一直从事无线通信研究工作，从3G到4G，十几年时间，经历了华为和通信行业的跌宕起伏，对此领域有着深刻的感情。

　　华为再次成为行业焦点是，一周前，在3GPPRAN187次会议关于5G控制信道编码的讨论中，华为的Polar码方案战胜来自美国和法国的两个公司方案——美国的LDPC和法国的Turbo2.0方案，成为5G控制信道eMBB场景编码的解决方案。

　　由此引发了外界的误读，“碾压高通”、“全球5G标准，中国定”……这种误读背后有着独特背景，华为1987年成立，到现在近30年了，从白手起家到全球最大的通信设备制造商，某种程度寄托了中国人实业强国的梦想。

　　而华为在1G、2G、3G时代，都是模仿大公司产品，从交换机到2G、3G技术，这些年，任正非一直不断地强化研发创新，吸纳同行的顶尖人才，经过渐进演变，4G时代的华为，在外界看来已然可以和西方对手平起平坐了。

　　近期华为连续在知识产权方面频频动作，先是与垄断性质的高通达成了专利的双向许可，又与苹果公司达成双向许可并实现盈利，接着又对三星发起了专利诉讼，这一系列的事件，在公众心中产生了一种印象，就是华为在4G的知识产权上已经与西方平起平坐了。在这中间我发明的SFR和sOFDM技术起到了关键作用，单就4G核心技术而言，可以说华为已占了绝对优势，但由于华为在创新价值判断、人员素质等有不少差距，所以外表看起来，与西方打成平手。

　　时间回溯到2009年初，北电破产，该公司曾是加拿大著名电讯设备供应商，彼时恰好是华为的扩张期，而北电的破产多少也有华为扩张的影响，北电破产后，一方为谷歌，另一方为爱立信、苹果等多家公司，最终北电专利资产被拍出45亿美元的天价，花落后者。北电Fellow童文、朱培英等无线通信的顶尖研究人才，被华为吸纳，彼时华为给了他们很大的权限及地位，整个北美研究所都由其管理，而且华为的无线研究创新及标准体系都由他们牵头，也就是在那一年，3G大行其道、4G尚在襁褓，童文他们开始5G技术的研发。华为早前不善于技术研发，任总说我们是游击队，头上裹着白毛巾、手里拿着把锄头，就开始闹革命。童文等一大批人才的加入，使华为的此种状态，大有改观。

　　2009年前后至今，华为筹备5G技术布局已七年有余，时间周期颇长，但这又符合行业特点，华为索性把5G技术的研发和创新交给了童文，他现在的title是IEEEFellow、华为5G首席科学家。

　　5G研发随着华为的各种条件的改进而推进，创新拥有华为本身很好的资源，资金也非常充足保证，任总也非常有远见，他对创新的重视程度，随着业务发展逐渐不断强化。起步时做产品，而后涉足预研性工作，然后每个产品线成立了单独的预研部，再后来研究方面成立了2012实验室，紧接着，不断从竞争对手处把人才聚集过来，2013年华为曾宣布将在5G研究和标准两个阶段投入6亿美元，其中并不包含产品开发阶段的投资，不可谓不大手笔。

　　如今华为的运营商业务、企业业务和消费者业务，都发展的不错，大家对华为有进一步的期待，希望它在产业发展上起到领导性作用，Polarcode方案是华为在主导标准制定方面的尝试，同时也取得了一定的发言权。

　　5G前路波折

　　全球5G正在喧嚣中推行，先是在4G落后的日韩，非常积极投入5G，然后中国也变得积极，欧美虽然比较理性，但也怕中日韩抢了先机，可以看到整个世界上5G标准争夺大战愈演愈烈，在编码阶段，中国华为的Polarcode方案竞争对手，主要包括以美国公司为首的LDPC，法国的Turbo2.0方案，其中美国高通推LD-PC方案，被确定为5G的中数据信道的编码方案。

　　一般情况下无线通信技术每十年更新一代，移动通信技术上几代的情况是，1G不太成功，3G有很多国家投资都未收回，而2G、4G都非常成功，我认为十年更新一代并不太合适，如果15年更新一代的话，或许每一代都会比较成功。而且通信产业如今有点“为赋新词强说愁”的意味，由于周期长、政治因素以及产业发展决策链条太长，导致上到国家政府下到企业做事的工程师，没有一个很好的全局观，而且往往是从上而下的决策推动，不是从市场需求上传导出的创新更迭。

　　现实的问题是，早在2009年通信专家就坦言，移动通信基础领域的创新，迟迟难有大的突破。从1G到2、3、4G，之前是有充足的技术储备，但都在更迭过程中几乎用光了，而到了5G却几乎没有技术储备了，似乎无路可走，这让华为的角色转变难题逐渐凸显，长久以来，华为都处于模仿和跟随的技术创新模式，而如今不仅中国没有了“被模仿者”，全世界都没有，而华为成为了世界老大的同时，也被外界寄予了领导产业前行的领军者期望，要给产业指明方向，这也正是任正非今年的一次讲话中提及的“华为进入了无人区”，任总感到迷茫的一个佐证。

　　据了解，所谓“三箭齐发”，华为此前发布的5G方案里，Polar码并非唯一也非其中排列最靠前的技术，华为发布三个技术方案，其中第一位是成倍提升频谱效率的多址技术SCMA(SparseCodeMultipleAccess)、第二位是空口波形技术F-OFDM(FilteredOFDM)，第三位才是Polarcode技术。

　　Polar码并不是华为原创技术，Polar码是于2008年由土耳其毕尔肯大学ErdalArikan教授首次提出，这是世界公认的非常好的技术方向。ErdalArikan教授在MIT取得博士学位，在那期间，美国人RobertG.Gallager博士是他的博士生导师，而RobertG.Gallager博士于1963年提出的LDPC码(一类具有稀疏校验矩阵的线性分组码)，两个发明者有着师徒之情，这便是高通主推的LDPC与华为的Polar码之间的渊源，除此之外，华为原创的前两项技术，我个人也并不看好。

　　如今，业界的共识是5G在2020年商用，对于这个时间表，我认为是比较激进的，最大的困难是缺乏核心技术储备。编码这块，由于LDPC和Polar码业界已经研究多年，是最靠谱的。但是比起4G时代的Turbo码，进步并不是很明显。多址方面流行的NOMA技术，前不久我已经从信息论的层次上证明没有增益，而另一个火热的mMIMO技术的成熟度也很差。

　　我的观点是，如果没有基础理论和核心技术的突破，难以形成一代通信系统。当然，通信标准并不是单纯的技术问题，其中商业竞争和政治博弈也起到非常大作用。5G在各方力量的推动下可能会按照既定时间表推出，但是如果技术上不成熟最终会在市场上败下阵来。ATM和WiMax的失败就是很好的例子。我个人长期从事基础理论和核心技术的研究，在3G和4G时代已经有丰富的成果，对后续的理论和技术发展已经获得了实质进展。我两年前提出的多级软频率复用技术，可以让系统容量提升30%，是一个非常大的突破，在其他方向上也已经获得进展，会逐渐向业界发布。原创技术转化为实际的生产力的周期很长，风险很大，但是我会闯一下。