华为碾压高通拿下5G时代?前华为4G专利专家这么说

华为碾压高通拿下5G时代?前华为4G专利专家这么说

华为

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,美国时间11月17日凌晨,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IEEE Fellow、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,Polar code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Polar code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(Sparse Code Multiple Access)、第二位是空口波形技术F-OFDM(Filtered OFDM),第三位才是Polar code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Erdal Arikan教授首次提出,这是世界公认的非常好的技术方向。Erdal Arikan教授在MIT取得博士学位,在那期间,美国人Robert G.Gallager博士是他的博士生导师,而Robert G.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。

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