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杨学志:任总讲话,说明华为对5G有清醒的认识
关键字: 无线电技术5G发展5G需求移动通信未来发展华为任正非移动通信与WiFi
5G与WiFi的关系是无法回避的问题,这其实是本文开始就提到了CT与IT两大生态体系的关系问题。
首先有一个每个人都能感觉到的事实,WiFi承载了80%的流量,我们却不会为它付一分钱,而会为只承载20%流量的4G付月租。这是为什么?
在信息社会,手机是我们与社会连接的通道。当我们习惯了这种连接之后,丢失连接后就会感到恐慌。 很多人一有机会就查一下微信,微博,电邮,股票,彩票,生怕遗漏了重大机会,或者没能及时回复。 也就是说,随时随地与社会连接,是我们的刚需。 要满足这种刚需,需要一个广覆盖的网络,这正是移动通信的目标和功能。
在WiFi火热的时候,有些城市试图建设WiFi城市,用WiFi来实现覆盖,但是最终都失败了。 因为WiFi是由IT界设计的,生来就缺乏实现广覆盖的能力。这表现在技术方案上,就不在这里细说了。 后来IT界把WiFi升级到WiMax,试图与CT竞争,但是IT界的基因还是导致了WiMax的失败,并且导致北电破产。
由于WiFi无法实现广覆盖,它被定义为固网的延伸,已经成功渗透到了多数的家庭、酒店和办公室, 目前WiFi的实测速率已经达到300~400Mbps。 WiFi提供的是特定地点的高速率通信。路由器很便宜,二百块钱一个,用户自己买一个回来自己就能搞定,想把这些路由器集中控制起来收月租显然是不可行的。
IT与CT都试图入侵对方领地。早几年的WiMax就是IT入侵CT的一次失败的尝试。 这几年,也经常听到各种消息,一会儿是小扎,一会儿是马斯克,都要建全球免费WiFi,周鸿祎说他掌管中国移动,就全免费。当然都没能成功。 移动通信所要求的统一标准、广域覆盖,网归网优,客户管理,都决定了运营商是一个分层的官僚体系,与互联网基因格格不入。中国移动每年营收8000亿,够买6个360了,说免就免了,从哪能捞回来这么些钱? 用户愿意交这个钱,非不收,那叫啥呢?
反过来,移动通信能取代WiFi吗。WiFi覆盖小,高速率,成本低,使用非许可频段,决定了其免费的必然性。 移动通信要取代WiFi,也必须达到如此低的成本,并且实现免费。 这是否能做到呢? 如果4G能够利用已有的规模优势,做低成本的Femto基站,理论上有可能。 但是市场规模太小,菊花大厂看不上眼,现有的管理体制也不能适应。 而小厂很难有这个技术能力。 所以说也是比较难的。
所以说,移动通信和WiFi有各自的应用场景。 移动通信能够实现anytime,anywhere的连接,能够满足用户的刚需,而WiFi便宜,无月租,满足用户高速率的应用需求,将长期共存。
5G之局
移动通信经过四代的发展之后,人们得到一个似乎的规律,就是单数代不太成功,而偶数代很成功。 经过我们的分析后发现,1G和3G,都是新的需求促成的,但是技术不太好,而2G和4G在原有的需求基础上,改进了技术,从而很成功。 1G和3G虽然不太成功,但也不能说是失败,毕竟他们是满足新需求的唯一技术。 但是到了5G,需求是虚构的,技术上并没有进步,所以必然是要失败的。
5G是目前最火热的话题。 特别是孟晚舟事件之后,美帝组团打压华为,国人已经把5G看成是中美对决的战场。
对于5G的立场,任总曾经发表过一个讲话,说5G的需求并没有出现。我心里赞叹任总真是到了从心所欲不逾矩的境界,也不为利益所左右。 后来徐直军也发表了对5G相对保守的观点。但是后来口风变了,任总为自己的讲话向产品线道了歉。后来华为发文表示要坚决打胜5G这一仗。
我们已经知道,移动通信的根本的价值在于实现任何时间,任何地点的连接能力,在此基础上提高网络容量。如果没有覆盖这个前提,只是在局部实现高速率是没有商业价值的。 比如说大家一直谈论的可见光通信,因为覆盖小只能服务两三个人,速率太高超过了人的带宽,就没有意义了。 这个问题对毫米波、太赫兹都是如此。
虽然过高的速率没够意义,但是随着用户渗透率的提高,资费的下降,数据量每年增长30%的情况还会持续很多年。因此移动网络还需要扩容。
移动通信正确对发展方向是,保证连续覆盖的情况下以低成本提高网络容量。当然,并不是我一个人才知道这是正确的方向,实际上这是通信界的常识,2G和4G的成功就是这种模式。
5G偏离了这种模式,走向了错误的方向。 这背后的原因有三个,一是通信原理的创新遇到瓶颈,二是半导体工艺获得了爆炸性的发展, 三是无线产业决策链条太长。
通信技术已经发展百年,因为其战略地位和创造财富的能力,全球最强智力投入其中,但凡简单一点的创新早就发掘完了。用于Turbo码解码的BCJR算法是1970年代发明的,在我历经艰辛终于看懂之后,感叹道,这只能与魔鬼做交易才能搞得出来。 到2009年的时候,随着Turbo,LDPC,Polar,OFDM,MIMO等领域的进展并且逼近理论极限,学术界普遍感觉到物理层已经死了,再也无法创新了。 象David Tse这样的被公认为传承香农衣钵的大咖,也感觉无处可走,转行做生物信息去了。
在此同时,半导体技术得到了爆炸性的发展。 大家手上的U盘,从10年前128M变成了现在的128G。在通信原理无法获得突破的情况下,自然地走上利用强大的算力实现高速率的方向。 高算力使得采用更宽的频带,更多的天线成为可能,在通信原理不变的情况下,通过算力使得速率暴力提升1000倍是很简单的事情。 华为早就整出来115Gbps的样机了。看报道我国启动了6G研究,速度比5G高10倍,看得我真是很无奈。
移动通信产业有着与其他产业不同的特点。 一般的产业都是研发产品上市,获得反馈并逐步改进,是一个快速迭代的过程。 而移动通信要求在什么还没有之前,大家共同商定一个标准,然后按照这个标准做产品。 何时启动一代通信标准是战略决策,是由政治领导人和商业领导人来做出的。他们当然会咨询技术专家,但是专家们也未必懂,其中还有巨大的利益博弈,显然并不靠谱。行业认同的宏观规律是十年一代。时间一到,各方力量合力推动,就动手干了。 大炮一响,黄金万两。即使实际上不能干,也得创造条件干。所以我们看到5G出现了很多奇葩的技术,如全双工,毫米波,现在可见光,太赫兹也要上场了。NOMA和F-OFDM比较起来都算是好的。
一代移动通信标准一旦启动,到产品上市之前,所有的玩家都投入了巨大的成本。鉴于通信产业的战略地位,政府意志也为之背书。大家都绑在这个战车上,即使有问题,在碰到南墙之前是不会停下来的。
所以5G的问题,不光是华为的问题,或者是中国的问题,美国、欧洲也都是如此。很多网友看到美帝在5G上整华为,就觉得美帝反对的东西肯定很重要。中国长期以来落后,都以美国为灯塔。但是经过改开40年,中国国力日渐强盛。而通信产业整体上已经获得了领先地位。在这种竞争格局下,即使美帝也会犯错。什么铱星啊,Wimax啊,不都是美帝整的吗? 所以我们要有独立的判断,而不是被对方的判断左右。 随着商用的日益迫近,5G的问题会逐渐暴露出来。比如最近ATT的5G造假,韩国5G被指无用,澳洲未能按计划推出5G服务,等等。希望本文能为各方提个醒,尽量减少损失吧。
因为任总的讲话,我认为华为对5G是有清醒的认识的,任总最新的讲话又谈到了5G的需求没有出现。5G成功当然好,又能成为华为的产粮田,况且在舆论上华为5G已经领先友商12个月。但5G失败对华为也是有利的。因为华为有着最齐全的产品线,是行业老大,没有技术创新也就意味着现有格局的固化,华为也就能笑到最后了。当然裁员是避免不了的,这对于通信狗们来说不是个好消息。 对于二线的设备商,却是灾难性的,对5G的投入无法回收,现有市场份额也会被华为逐渐蚕食。 对于高通更是灭顶之灾,3G专利过期,4G没专利,然后5G没有了,怎么收专利费?早些年嫌设备和手机不赚钱甩给别人了,现在有点傻眼。趁手上还有点银子,想收个恩智浦,也被贸易战给搅黄了。这日子怕是过不下去了。
未来之路
前面已经讲到,移动通信的发展方向是在保证覆盖的情况下,用低成本的技术提高系统容量。 这背后的使能器是核心技术的突破。 这也是我近二十年的通信技术研究生涯所始终追求的目标。
尽管学界对通信原理的发展前景很悲观,但是情况正在起变化。
我在2014年发布了多级软频率复用技术(multilevel soft frequency reuse,MLSFR),是SFR技术的增强版。 理论表明,SFR可以提升频谱效率10%左右,MLSFR可以提高30%。 值得注意的,这是在不增加任何硬件成本的前提下。 这种幅度技术进步,在最近30年的通信史上,只有Turbo码可以媲美,远远超过高通在CDMA领域的技术创新。MLSFR将成为未来移动通信组网技术的基石。
影响更加深远的,我已经在信息论上获得了重大突破。 大家知道,香农在1948年创立了信息论,其中最重要的成果是这个信道容量公式:C=log(1+S/N),是指引着通信技术研究和工业发展的灯塔。
但是香农只给出了最简单的AWGN信道的容量。 无线通信的信道都是衰落信道,而衰落信道的容量香农只开了个头,后来的学者发展出了一套衰落信道容量的理论,这些可以在经典的通信原理教科书里面找到。
但是,目前的衰落信道容量理论是错误的。
这个问题我思考了14年,终于提出了新的衰落信道容量理论并在2018年3月份完成了论文初稿。大家可以体会一下基础研究的周期。 审稿的过程也非常艰苦。开始投稿了Nature,但是Nature认为满篇都是公式的稿件不符合它们的风格,还是投到应属期刊IEEE Transactions on Information Theory。经过5个月的评审被拒,原因是两个评委认为论文对信息论存在误解。想想当年Turbo 码论文,评委认为存在3dB的误差。重大突破被误解恐怕是一个规律,创新者需要有这样的心里准备。 但是另外一位评委给予了全面的肯定。 当然,所有的评审意见都很容易回答,稿件修改之后再次投稿后,评审又进行了三个月,还没有出结果。在中美贸易战的背景下,美国在整华为,也难保政治不会侵蚀学术道德。 不管怎么样,大家很快就能看到了。
基础理论的突破预示着无线通信产业的又一次技术革命,而中国就是这次革命的源头。
成功的道路并不拥挤,我们砥砺前行。
致敬改革开放40周年。
- 原标题:无线通信产业前瞻 本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑:程小康
- 最后更新: 2019-01-23 09:27:24
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