《電子技術(shù)應(yīng)用》
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國(guó)內(nèi)5G技術(shù)領(lǐng)跑全球,但美國(guó)芯片底子不容小覷

2020-03-24
來(lái)源:與非網(wǎng)
關(guān)鍵詞: 5G 領(lǐng)跑 美國(guó)芯片

  與非網(wǎng) 3 月 24 日訊,“重大事件往往催生技術(shù)的創(chuàng)新和突破。為了確保我們國(guó)家 5G 發(fā)展在全球的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),我們要堅(jiān)持既定的目標(biāo)去發(fā)展 5G、建設(shè) 5G?!?/p>

  新冠肺炎疫情發(fā)生初期,王江舟院士有一個(gè)擔(dān)心,就是 5G 發(fā)展速度會(huì)不會(huì)因?yàn)橐咔槎艿接绊憽?/p>

  不過(guò),遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育和辦公、紅外熱成像測(cè)溫、5G+云直播、5G 網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)、自動(dòng)化工廠等,在疫情期間,一系列的 5G 應(yīng)用場(chǎng)景出現(xiàn)(通信世界網(wǎng)),使一直以來(lái)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)應(yīng)用落地的 5G 技術(shù)忽然間放出異彩,讓人不得不對(duì)其所具備的發(fā)展?jié)摿文肯嗫础?/p>

  從國(guó)家層面來(lái)看,3 月初幾次會(huì)議均提出要加快發(fā)展 5G 網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度,而各地政府也紛紛推出政策,公布 2020 年 5G 發(fā)展目標(biāo),“新基建”一詞火了。

  對(duì)于 5G 發(fā)展受阻的擔(dān)憂似乎沒(méi)有必要。注意到這個(gè)形勢(shì)的王江舟轉(zhuǎn)而相信,疫情非但不大可能打亂發(fā)展,反而能夠推動(dòng) 5G 落地。

  王江舟從事通信研究三十多年。英國(guó)皇家工程院的官網(wǎng)中介紹,他在從 2G 到 5G 的幾代移動(dòng)通信工程技術(shù)發(fā)展中,做出了杰出的貢獻(xiàn)。他的開(kāi)創(chuàng)性研究——在無(wú)線移動(dòng)通信中的信號(hào)檢測(cè)和多址技術(shù)的發(fā)明和創(chuàng)新,在全球通信行業(yè)中被廣泛采用。

  如今,王江舟和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)始 6G 的研究工作,他們與國(guó)內(nèi)的政府部門及科研機(jī)構(gòu)也保持著密切的合作關(guān)系。

  中國(guó)輿論很是操心英國(guó),一度為他們提出的“群體免疫”說(shuō)法而感到不可思議,以為疫情中的英國(guó)情形該當(dāng)是多么十萬(wàn)火急,但王江舟告訴記者,實(shí)際情況并不是這樣,周邊英國(guó)人表現(xiàn)相對(duì)平靜,政府沒(méi)有下令封城。

  王江舟表示:我本人一直在做 5G 方面的研究,5G 具有高帶寬、低時(shí)延、大容量的特點(diǎn),在疫情防控中確實(shí)有很多新的應(yīng)用場(chǎng)景,比如說(shuō) 5G 高清視頻方面,5G+遠(yuǎn)程會(huì)診、遠(yuǎn)程查房、5G+無(wú)人機(jī),還有遠(yuǎn)程醫(yī)療。比如說(shuō)現(xiàn)在很多學(xué)校都不開(kāi)學(xué)了,都是通過(guò)遠(yuǎn)程教育。很多的雇員在家里上班,有遠(yuǎn)程辦公。這也就使 5G 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)顯現(xiàn)出來(lái)了。

  作為新一代通信技術(shù)的核心驅(qū)動(dòng),5G 太重要了。它在各個(gè)垂直行業(yè)會(huì)有很多的應(yīng)用,也會(huì)培育出很多新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。比如說(shuō)以后的 5G 能夠滿足自動(dòng)駕駛、智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等應(yīng)用,它不是一個(gè)普普通通的通信技術(shù),而會(huì)變成基礎(chǔ)設(shè)施。所以我也同意這樣一種看法:以前大家覺(jué)得 5G 技術(shù)雖然好,但不知道它應(yīng)用場(chǎng)景和潛力在哪里。這次疫情發(fā)生之后,很可能會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)和推動(dòng)它在中國(guó)的落地,大家也能夠發(fā)現(xiàn)它的很多可應(yīng)用的空間。

  國(guó)外現(xiàn)在也是處于初期階段,我們參加了多個(gè)研究項(xiàng)目,有歐盟的項(xiàng)目,也有英國(guó)的項(xiàng)目,我認(rèn)為相關(guān)的應(yīng)用可能還要等幾年。拿每一代移動(dòng)通信技術(shù)從發(fā)展到成熟需要 10 年時(shí)間來(lái)看,大致都有這么一個(gè)階段,技術(shù)剛開(kāi)始不是很成熟,只能夠解決一些初步的應(yīng)用。慢慢提升到后面,就會(huì)滿足更多的應(yīng)用,因?yàn)楹笃诰W(wǎng)絡(luò)速度更高了。

  5G 技術(shù)也是,可能前 5 年的應(yīng)用場(chǎng)景會(huì)少一些,隨著技術(shù)慢慢完善、網(wǎng)絡(luò)速度提升、容量增加,到后 5 年,應(yīng)用場(chǎng)景會(huì)更多一些,也就是說(shuō)很多的應(yīng)用場(chǎng)景可能要到后 5 年才會(huì)有。

  另外,5G 面臨的具體挑戰(zhàn)還是很多的,第一個(gè)就是大規(guī)模天線規(guī)格的局限性,5G 基站要采用大規(guī)模的天線陣,不是像現(xiàn)在幾個(gè),是需要幾十個(gè)甚至幾百個(gè)天線,能夠快速準(zhǔn)確地捕捉多個(gè)終端用戶的信號(hào),還要考慮如何降低基站接收終端反饋信號(hào)的功耗、能耗問(wèn)題。大規(guī)模天線的信號(hào)波束形成后,要把像激光那樣很窄的波束傳出去,現(xiàn)在的算法還比較復(fù)雜。當(dāng)天線數(shù)成倍增長(zhǎng)的時(shí)候,信號(hào)處理上的完成需要很長(zhǎng)的時(shí)間,時(shí)延增加,就會(huì)導(dǎo)致很多業(yè)務(wù)不能進(jìn)行,因?yàn)?5G 很多的應(yīng)用場(chǎng)景都是低時(shí)延的場(chǎng)景。怎么簡(jiǎn)化復(fù)雜的算法,怎么進(jìn)行資源調(diào)度,怎么優(yōu)化網(wǎng)絡(luò),都是需要解決的問(wèn)題。

  第二個(gè)問(wèn)題就是大區(qū)域覆蓋問(wèn)題,在人口很密集的地方,5G 難以做到密集覆蓋,就會(huì)產(chǎn)生很多的問(wèn)題。有些地方建 5G 的基站,覆蓋的面比較寬,網(wǎng)絡(luò)的延遲就會(huì)比較大。傳輸時(shí)間長(zhǎng)了,應(yīng)用上就會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。

  還有一個(gè),在很多地方 4G 跟 5G 的網(wǎng)絡(luò)是混用的,夾在一塊,就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換問(wèn)題。另外,各個(gè)大區(qū)和小區(qū)之間的多信號(hào)相互干擾、城市光纖網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一性差造成延遲、低頻段微波和高頻率毫米波的頻率如何共存,這都是后面要解決的問(wèn)題。

  人工智能是一個(gè)很重要的方法。就像谷歌的阿爾法狗下圍棋,采用人工智能的辦法,它的數(shù)據(jù)庫(kù)里有幾千萬(wàn)個(gè)棋譜,根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練、挖掘,尋找最佳的下法,所以機(jī)器下圍棋不會(huì)犯錯(cuò),人難以下過(guò)機(jī)器。

  5G+人工智能有很大的應(yīng)用空間,比方說(shuō)天線陣的信道信息提取,與用戶數(shù)和天線數(shù)呈指數(shù)增長(zhǎng),非常復(fù)雜。我們可以采用人工智能的辦法,從先驗(yàn)知識(shí)中通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)訓(xùn)練,簡(jiǎn)化天線陣的信道信息提取。

  人工智能和 5G 融合的研究,我們?cè)谶@方面也在做,這是比較新的探索。我的一個(gè)看法是,人工智能可能 5G 能夠用一點(diǎn),但是到以后的 6G 就非常非常重要,就能廣泛應(yīng)用。

  對(duì)于國(guó)內(nèi)外 5G 技術(shù)對(duì)比,王江舟表示:亞洲的中、日、韓三個(gè)國(guó)家,提供 5G 商用服務(wù)都是很早的,都在積極推動(dòng),我覺(jué)得三國(guó)同屬于第一梯隊(duì),歐洲跟美國(guó),稍微晚了那么一點(diǎn)點(diǎn)。這是一個(gè)方面。

  更主要的領(lǐng)跑核心是在標(biāo)準(zhǔn)化上面。現(xiàn)在全球就一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),誰(shuí)唱主角、誰(shuí)牽頭,很重要。中國(guó)在 5G 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化制定工作中起到非常重要的作用。在國(guó)際通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織 3GPP 中,國(guó)內(nèi)很多企業(yè)都在參與,像中國(guó)移動(dòng)、聯(lián)通、電信、華為、中興,OPPO 等。在大的標(biāo)準(zhǔn)里面,還有很多子標(biāo)準(zhǔn)。每家企業(yè)都可以在子標(biāo)準(zhǔn)中提出技術(shù)方案,中國(guó)的企業(yè)對(duì)國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)制定起到非常重要的推動(dòng)作用,因?yàn)槿虻臉?biāo)準(zhǔn)只有一個(gè),你能不能主導(dǎo)就很重要了?,F(xiàn)在的 5G 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中,就有很多來(lái)自中國(guó)的提案。

  如果你提出的方案得到通過(guò),變成正式的全球標(biāo)準(zhǔn)的一部分,你就有了技術(shù)優(yōu)勢(shì),因?yàn)槟阌辛讼鄳?yīng)的專利,你就能領(lǐng)先和主導(dǎo)。通俗來(lái)講就是這樣。

  美國(guó)在 5G 方面推動(dòng)的確慢了一點(diǎn),政府投入比較少,也沒(méi)有什么設(shè)備商,兩大服務(wù)商比如說(shuō) AT&T、Verizon,也不像中國(guó)移動(dòng)那么積極進(jìn)取,比較被動(dòng)。最積極的可能就是一個(gè)高通公司。像蘋(píng)果手機(jī)作為終端商,他們就是把手機(jī)做得很好,但是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線傳輸技術(shù),參與得比較少。所以他們不在第一梯隊(duì),這跟整個(gè)國(guó)家的大環(huán)境可能有一定關(guān)系,他們?cè)瓉?lái)在國(guó)家層面就重視不夠。

  當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題,也在發(fā)力,現(xiàn)在美國(guó)本土有一種玩笑式的說(shuō)法,說(shuō)他們 5G 不搞了,直接就跳到 6G 去了。

  當(dāng)然,美國(guó)整體的實(shí)力還是很強(qiáng)的,底子還是很厚的。涉及到 5G 技術(shù),很重要的一點(diǎn)就是要用到方方面面的芯片,在這上面,中國(guó)跟世界一流水平相比還有很大的差距。

  因?yàn)樽詈笪覀円?5G 的設(shè)備,比如核心網(wǎng)絡(luò)的管理系統(tǒng),需要計(jì)算芯片,也需要存儲(chǔ)芯片,基站設(shè)備需要專用的管理控制芯片,手機(jī)也需要計(jì)算芯片、感應(yīng)芯片。目前來(lái)講,絕大部分芯片基本上是美國(guó)企業(yè)壟斷的,他們?cè)诜Q霸世界。也就是說(shuō),我們中國(guó)在 5G 手機(jī)、通信系統(tǒng)設(shè)備方面的研發(fā)能力都很強(qiáng),但是最基礎(chǔ)和最基本的芯片技術(shù),還是握在美國(guó)手中,國(guó)內(nèi)還需要加把勁。

  我不知道美國(guó)在 5G 上怎么能實(shí)現(xiàn)趕超,因?yàn)?5G 現(xiàn)在的全球標(biāo)準(zhǔn)就一個(gè),不可能再改,美國(guó)也不可能自己另搞一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在這個(gè)前提下,想要趕超,好像實(shí)現(xiàn)的可能性比較小。

  中國(guó)可能會(huì)在 5G 會(huì)領(lǐng)先一段時(shí)間,還有亞洲的其他一些國(guó)家也做得不錯(cuò)。關(guān)鍵的因素還是因?yàn)橹袊?guó)企業(yè)有很多的被批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)提案。現(xiàn)在中國(guó)在 5G 標(biāo)準(zhǔn)里面被批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)提案總數(shù)是全球第一,而中國(guó)移動(dòng)又是擁有被批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)提案最多的一家企業(yè)。中國(guó)整個(gè)科研水平已經(jīng)相當(dāng)不錯(cuò),跟國(guó)家整體的強(qiáng)盛是有關(guān)系的,技術(shù)創(chuàng)新,參與企業(yè)多,所以人多馬壯。

  華為在英國(guó)占的市場(chǎng)份額是第一,英國(guó)的幾大運(yùn)營(yíng)商中,都在用華為的技術(shù)跟產(chǎn)品,尤其是 Vodafone(沃達(dá)豐),他們最大的設(shè)備提供商就是華為,華為給他們提供很多的移動(dòng)設(shè)備。在 4G 移動(dòng)通信中,華為在英國(guó)已經(jīng)占有很大的份額,包括了設(shè)備和核心網(wǎng)。

  因?yàn)槿A為的產(chǎn)品跟其他設(shè)備商比,價(jià)錢便宜,性能又比較好,服務(wù)又好,所以獲得英國(guó)的運(yùn)營(yíng)商青睞。相對(duì)其他的國(guó)家,英國(guó)比較溫和,他們更注重哪個(gè)產(chǎn)品好不好,是不是物美價(jià)廉。

  在當(dāng)前的國(guó)際政經(jīng)環(huán)境下,英國(guó)企業(yè)還是喜歡華為,我們跟幾家運(yùn)營(yíng)商都有打交道和合作,能夠感受到這一點(diǎn)。他們公開(kāi)講過(guò),華為能從端對(duì)端提供服務(wù),能提供完整的一個(gè)解決方案。

  當(dāng)然,現(xiàn)在英國(guó)也是迫于某些方面的壓力,比如說(shuō) 5G 核心網(wǎng),英國(guó)政府已經(jīng)決定不能用華為。但是其他的部分,比如說(shuō)射頻部分、天線部分,不涉及到核心網(wǎng),只涉及到無(wú)線通信這部分,可以繼續(xù)采用華為的設(shè)備,所以我覺(jué)得華為在英國(guó)還是有很大的發(fā)展空間。


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