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高通徐皓:毫米波是中国5G的“X变量”

* 来源 : * 作者 : admin * 发表时间 : 2018-12-17

“2秒钟就能下载一部4K电影”,“是4G网速的100倍”,“比你家的固定宽带速度更快”……媒体常常喜欢用上述文字来向普通消费者介绍5G。

当有一天我们手里攥着5G手机,身边的空气中充满了5G电波时,我们也许会惊讶地说:“5G体验为什么和当初媒体报道的不一样?我的下载速度怎么这么慢!说好的超高网速呢?”

近日,高通中国区研发负责人徐晧接受《IT时报》专访,作为一个人就拥有800多项专利的“技术狂人”,徐皓早在18年前就参与了5G相关技术的研发,并曾领导多项研究项目、原型设计和3GPP(5G标准组织)标准化议题。

所以,徐皓告诉我们的5G世界,肯定错不了。


传说中的5G真的这么快?

所有人都在期待那个网速爆棚的5G时代,未来会真如我们所期待的那样吗?

徐皓解释,从系统层面来说,当系统中只有你一个人的时候,你可以体会到整个系统的峰值速率,也就是有些新闻媒体报道的极端网速,但实际上一个5G基站可能会覆盖很多人,比如在一个商场里,会有很多人同时使用网络,每个人分到的速率可能只是峰值速率的1%或者几十分之一。

“但如果整个系统的容量也大幅提升,能够同时支持很多人快速地把App等下载成功,那么整体用户体验可能提升好多倍,这是完全可以实现的。”徐皓说,这样的5G体验会比目前好很多。

换一个角度来看,其实现在的App很少有需要持续性千兆级速率支持的。“所以我们希望达到的效益是什么?就是每个人在任何时候能够达到非常高的速度,但是其占用系统资源的时间尽可能少。当有足够大存储空间的时候,我们也可以先把应用程序下载到手机里,然后再慢慢读取。”

无论中国的三大电信运营商,还是来自欧美、日韩的运营商,都已经公布了自己明确的5G商用计划。与“海外5G”相比,中国第一阶段的5G网络将围绕6GHz以下频率展开,而国外运营商则对更高频率、更高速率的毫米波技术展现出了浓厚的兴趣。

基于中国目前频谱资源实现的最高速率约为5Gbit/s,与理论上最高的20Gbit/s差距还很大,这会让一些5G用户失望吗?

“当我们在做技术的时候,我们会把它能够达到的最高峰值设计出来,但是如果在频谱上拿不到这个带宽,比如说只有10兆或者20兆的带宽,或者不够的话,达到5G的峰值速率就会比较困难。如果在低频段资源有限,那我们为什么不考虑毫米波?这也是为什么毫米波在全球众多国家受到重视的原因之一,因为海外国家也同样受限于越来越稀缺的频谱资源。”徐皓强调,“现在我们每个人使用的手机流量、数据都越来越多,我们永远都不觉得手机流量够用。当频谱已经满足不了你的需求时,就必须要找另外的途径。”

现在,毫米波在世界其他的区域,比如北美、欧洲和亚洲的某些其他国家,备受青睐。中国第一阶段是专注于6GHz以下频段,但是徐皓觉得毫米波在中国也有广阔的应用前景。例如,在大型展会、体育赛事等现场,即便电信运营商在会场周围增设了多辆应急通信车,但会场内的用户常常仍然觉得网速很慢,难以适应自己的使用需求,而毫米波几乎就是一个量身定制的解决方案。中国本身就是一个人口众多的国家,拥有大量密度极高的应用覆盖场景。

据悉,中国IMT-2020(5G)推进组已经启动了包括毫米波在内的“室内+外场”测试,从长远来看,毫米波是中国5G不可能缺席的关键技术。“5G频谱资源稀缺是全球问题,而毫米波的优势在于频谱资源非常丰富,而且很多频谱还未得到利用。毫米波因为频谱高、带宽大、速率高,一开始业界会觉得毫米波的技术不够成熟,而目前这项技术已经越来越趋于成熟。”

什么样的手机才能叫“5G手机”?

三星、中兴、小米、OPPO、vivo、一加、联想等厂商纷纷表示将在2019年推出自己的商用5G手机。

5G手机成为消费者对5G时代的另一大期望。

徐皓表示,对上述手机厂商来说,高通提供了统一的解决方案——骁龙855和X50调制解调器的组合。“至于手机的样式、大小,不同的厂商会有不同的想法或架构,有的要求屏幕大,有的要求厚度薄,有的要求与众不同的屏幕设计,所以5G手机外观和工艺设计等将由手机厂商的设计和考量来决定的。手机是一个系统设计,是一个整体组合的概念。”

“从纯技术上来说,只要是支持5G的连接,即利用5G的频谱和带宽,通过5G的制式来连接基站,那这个手机就可被称为5G手机。”徐皓说,但实际上,今天的5G手机仅仅支持5G通讯是不够的,还要配备高性能的摄像头以及强大的AI算法,因此5G旗舰手机除了在通信技术上更新换代,其他配置也会相应提高,例如刚刚发布的骁龙855移动平台就不光支持5G通讯,其运算能力也得到很大的提高。

“5G芯片已经可以支持高达数千兆级的传输速率,但同时也需要手机其它部件达到类似的指标才行。”

当5G手机遇上AI

当AI已成为智能手机标配的今天,5G和AI的关系也变得密不可分。

“高通对人工智能的投入非常早,大概在十多年前,高通就对初创型的人工智能公司进行了投资,之后也持续地在人工智能方面进行投入。”徐皓介绍,在人工智能界非常有名望的用贝叶斯函数做人工智能技术的Max Welling教授也加入了高通在荷兰阿姆斯特丹的实验。

另外,除了这些最基本的人工智能理论研究以外,高通也很注重人工智能在各方面的应用,比如图像和音频处理领域。“高通会更注重把人工智能技术的应用拓展到每一个人的手中和家里。”

人工智能有两种趋势,一种是在云端计算。这种模式对于Google、百度、Facebook这种拥有很多云端数据的公司是一种优势。高通则代表另一种,高通的优势在于终端侧AI,高通把终端的芯片和AI的处理器做得非常高效、节能,通过支持AI功能的芯片将AI拓展到终端侧。

“我们每个人都有手机,家里可能有智能音箱,有各种智能物联网设备,甚至还有机器人,以及一些车载智能设备。这些你能想到的终端人工智能的实现,不仅需要有一两个公司或者几十个公司在做云端的处理,更重要的要让AI体现在终端侧。”

对于最新发布的旗舰级骁龙855中的AI性能,徐皓介绍,高通选择通过多核的异构计算架构,通过CPU、GPU、DSP等不同的模块来相互配合,提供最合适的计算引擎,进行AI运算。“从测试可以看出,搭载骁龙芯片的手机在性能表现上是最好的。骁龙855移动平台支持第四代多核高通人工智能引擎,实现每秒超过7万亿次运算。异构的优势在于可以综合考虑定点、浮点运算,8位以及其他位数运算等,因此它是一个非常灵活的架构。在现阶段来说,我们认为这种架构是很好的解决方案,而且实践也证明它的功能非常强大。”

5G到底会给社会带来什么?

人们常说,“4G改变生活,5G改变社会”,如果说5G和4G将以不完全相同的方式影响人类,那么5G到底会给社会带来怎样的变革?

“我们首先能看到的5G福利有四个。”徐皓说,第一,5G让手机拥有更高的连接速率,带来更好的用户体验;5G会给PC应用带来变革,未来的PC将像现在的手机一样利用5G随时随地连接网络,实现24小时在线;VR、XR拥有与手机完全不同的体验,且完全贴合了5G网络的特点,会带来沉浸式的体验;车联网将引领汽车行业的革命,以实现电气化、自动化、低能耗,以及更高的安全性,5G的高速率、低时延可以为自动驾驶提供很好的技术支持。

另外很重要的一点是人工智能。如果要很快地把实时的车况、路况等周围交通环境传输到汽车上并作出预警,或者在车与车之间实现很好的交流和沟通,那么整个系统需要有很好的数据支持平台。“现在如果要实现人工智能以及自动驾驶,要么就把所有的数据都放在车上处理,要么以最快的速度把信息传送到网络上、云端。5G能达到的低时延、高速率的网络要求,正好能够提供这些人工智能、自动驾驶需要的技术支持。”徐皓说。

最后一个应用场景是工业物联网。“我参观了不少部署机器人的工厂,部署机器人的厂家在接到需求后会把所有的机器人都按需配备完善,提前安排好每一个零件的位置以及精度。现在这些用于生产线的机器人都是用线连接,因为这样最可靠,不会出任何错误。但是如果5G连接能做到跟连线一样的可靠性,那么在自动化过程中,所有生产线的组装或者重组装会更容易。设备之间的连接转变会更方便,机器人在工厂中的移动会更自由。”徐皓坚信,5G的应用会对工业自动化带来革命性的影响。

“有人说5G就像电力一样,因为它可以提供最基础的连接支持,是能够影响各行各业的基础技术。”徐皓比喻,3G相当于把电脑放在你的手上,那么5G相当于把电脑放到车上,用现在的通讯技术、处理技术以及处理器,可以实现信息娱乐或者车载信息处理,实现车与万物的连接,那么将来整车的控制都是数字化的,整个智慧城市和智能交通会与现在的样子截然不同。

所以,5G对各行各业的影响会融合到一起,并对我们的社会产生影响。