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王江舟院士:中国5G通信设备研发很强,但最基本的芯片在美国手中

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王江舟,国际顶尖的通信工程专家,1961年11月出生。1983年及1985年获西安电子科技大学学士及硕士学位。1990年获比利时根特大学博士学位。现在英国肯特大学担任终身教授。2017年,王江舟当选为美国电气与电子工程师学会会士(IEEE Fellow),2018年,当选为英国皇家工程院院士。他的开创性研究——在无线移动通信中的信号检测和多址技术的发明和创新,在全球通信行业中被广泛采用。

如今,王江舟和他的团队已经开始6G的研究工作,他们与国内的政府部门及科研机构也保持着密切的合作关系。

近期,王江舟在接受网易《科学大师》采访时谈到了在这一次疫情中派上了大用场的5G通信的发展形势和问题,包括通信巨头华为所面临的外部挑战。

  以下为专访内容:

  1、5G应用要全面落地,起码还得再等5年

  《科学大师》:这次中国疫情防控中,5G技术据说有着不错的发挥,您有关注么?

  王江舟:我本人一直在做5G方面的研究,5G具有高带宽、低时延、大容量的特点,在疫情防控中确实有很多新的应用场景,比如说5G高清视频方面,5G+远程会诊、远程查房、5G+无人机,还有远程医疗。比如说现在很多学校都不开学了,都是通过远程教育。很多的雇员在家里上班,有远程办公。这也就使5G技术的优势显现出来了。 

  作为新一代通信技术的核心驱动,5G太重要了。它在各个垂直行业会有很多的应用,也会培育出很多新的经济增长点。比如说以后的5G能够满足自动驾驶、智慧农业、智慧城市、无人机、机器人等应用,它不是一个普普通通的通信技术,而会变成基础设施。所以我也同意这样一种看法:以前大家觉得5G技术虽然好,但不知道它应用场景和潜力在哪里。这次疫情发生之后,很可能会进一步促进和推动它在中国的落地,大家也能够发现它的很多可应用的空间。 

  《科学大师》:5G的概念虽然很火,但在国内看起来还是处于一个非常初期的阶段,在英国或者说在欧洲等地区,也差不多是处在同一阶段吧,并没有普遍应用?

  王江舟:国外现在也是处于初期阶段,我们参加了多个研究项目,有欧盟的项目,也有英国的项目,我认为相关的应用可能还要等几年。拿每一代移动通信技术从发展到成熟需要10年时间来看,大致都有这么一个阶段,技术刚开始不是很成熟,只能够解决一些初步的应用。慢慢提升到后面,就会满足更多的应用,因为后期网络速度更高了。

  5G技术也是,可能前5年的应用场景会少一些,随着技术慢慢完善、网络速度提升、容量增加,到后5年,应用场景会更多一些,也就是说很多的应用场景可能要到后5年才会有。

  《科学大师》:5G技术要应用普及,面临的挑战是什么?

  王江舟:5G面临的具体挑战还是很多的,第一个就是大规模天线规格的局限性,5G基站要采用大规模的天线阵,不是像现在几个,是需要几十个甚至几百个天线,能够快速准确地捕捉多个终端用户的信号,还要考虑如何降低基站接收终端反馈信号的功耗、能耗问题。大规模天线的信号波束形成后,要把像激光那样很窄的波束传出去,现在的算法还比较复杂。当天线数成倍增长的时候,信号处理上的完成需要很长的时间,时延增加,就会导致很多业务不能进行,因为5G很多的应用场景都是低时延的场景。怎么简化复杂的算法,怎么进行资源调度,怎么优化网络,都是需要解决的问题。

  第二个问题就是大区域覆盖问题,在人口很密集的地方,5G难以做到密集覆盖,就会产生很多的问题。有些地方建5G的基站,覆盖的面比较宽,网络的延迟就会比较大。传输时间长了,应用上就会产生问题。

  还有一个,在很多地方4G跟5G的网络是混用的,夹在一块,就会产生两个系统的转换问题。另外,各个大区和小区之间的多信号相互干扰、城市光纤网络的统一性差造成延迟、低频段微波和高频率毫米波的频率如何共存,这都是后面要解决的问题。 

  《科学大师》:现在5G还没有普遍应用,一个现象是大家就已经在做6G的研究,包括您本人在内,为什么这么超前?

  王江舟:5G对很多应用只是一个初步,有一些应用可能5G也做不了。因为有些应用,比如说虚拟现实、增强现实,它需要很大的带宽、很高的速度,可能5G都不能满足这么大的容量。但是这个应用前景我们已经看到了,可能需要6G来做。所以我觉得6G是很重要的,中国现在5G是领跑,但是这个领跑也就是这么几年时间,6G也应该赶快研究。

  6G也是我们移动通信从信息化走向智能化的一个很重要的阶段。到6G时代,整个网络就会走向智能化,有很多更高阶的应用出现,比如说我们的频段,现在5G发展(10年周期)的前面5年可能就是采用微波,到后面5年可能采用毫米波,到6G可能要走到太赫兹,频段还要高至少10倍,可能还要采用可见光通信。6G的速度可能比5G要高10倍到100倍。所以现在着手6G的研究,很重要,早一点打下基础,开发一些知识产权,对后期的发展会非常有利。



  2、中国5G领先,美国底子也很厚

  《科学大师》:站在国际层面来看,中国在5G技术上的表现怎么样?业界的一个说法是我们处在领跑地位?

  王江舟:亚洲的中、日、韩三个国家,提供5G商用服务都是很早的,都在积极推动,我觉得三国同属于第一梯队,欧洲跟美国,稍微晚了那么一点点。这是一个方面。

  更主要的领跑核心是在标准化上面。现在全球就一个标准,谁唱主角、谁牵头,很重要。中国在5G国际标准化制定工作中起到非常重要的作用。在国际通信行业标准化组织3GPP中,国内很多企业都在参与,像中国移动、联通、电信、华为、中兴,OPPO等。在大的标准里面,还有很多子标准。每家企业都可以在子标准中提出技术方案,中国的企业对国际化的标准制定起到非常重要的推动作用,因为全球的标准只有一个,你能不能主导就很重要了。现在的5G国际标准中,就有很多来自中国的提案。

  如果你提出的方案得到通过,变成正式的全球标准的一部分,你就有了技术优势,因为你有了相应的专利,你就能领先和主导。通俗来讲就是这样。

  《科学大师》:为什么强大如美国,在这方面反而落后了呢?

  王江舟:美国在5G方面推动的确慢了一点,政府投入比较少,也没有什么设备商,两大服务商比如说AT&T、Verizon,也不像中国移动那么积极进取,比较被动。最积极的可能就是一个高通公司。像苹果手机作为终端商,他们就是把手机做得很好,但是对于网络技术、无线传输技术,参与得比较少。所以他们不在第一梯队,这跟整个国家的大环境可能有一定关系,他们原来在国家层面就重视不够。当他们发现这个问题,也在发力,现在美国本土有一种玩笑式的说法,说他们5G不搞了,直接就跳到6G去了。

  当然,美国整体的实力还是很强的,底子还是很厚的。涉及到5G技术,很重要的一点就是要用到方方面面的芯片,在这上面,中国跟世界一流水平相比还有很大的差距。

  因为最后我们要做5G的设备,比如核心网络的管理系统,需要计算芯片,也需要存储芯片,基站设备需要专用的管理控制芯片,手机也需要计算芯片、感应芯片。目前来讲,绝大部分芯片基本上是美国企业垄断的,他们在称霸世界。也就是说,我们中国在5G手机、通信系统设备方面的研发能力都很强,但是最基础和最基本的芯片技术,还是握在美国手中,国内还需要加把劲。

  《科学大师》:美国实际上也是希望在5G上能够获得优势吧,这也是特朗普任内确立的国家战略之一,对吧?

  王江舟:当然了,前一阵子他们不是给英国政府施加压力,要求不要用华为的技术嘛。英国首相就向美国政府提出一个问题,说你要求我不用华为,那你能不能告诉我,谁是最好的替代商,谁能够把华为替代掉?美国没有告诉英国答案。英国方面就说,既然你不能告诉我谁能替代华为,那你也不能怪我。所以美国也是很无奈的。

  我不知道美国在5G上怎么能实现赶超,因为5G现在的全球标准就一个,不可能再改,美国也不可能自己另搞一个标准。在这个前提下,想要赶超,好像实现的可能性比较小。

  《科学大师》:可能大家也关心,在移动通信这个赛道上,现在5G、后面的6G和7G,哪个国家可能会一直占有先机,保持老大的地位?

  王江舟:我觉得中国会领先一段时间,还有亚洲的其他一些国家也做得不错。关键的因素还是因为中国企业有很多的被批准的标准提案。现在中国在5G标准里面被批准的标准提案总数是全球第一,而中国移动又是拥有被批准的标准提案最多的一家企业。中国整个科研水平已经相当不错,跟国家整体的强盛是有关系的,技术创新,参与企业多,所以人多马壮。



  3、在华为的问题上,英国政府也受到很大的压力

  《科学大师》:英国通信市场和华为的关系怎么样?

  华为好像在英国占有的市场份额很大。

  王江舟:华为在英国占的市场份额是第一,英国的几大运营商中,都在用华为的技术跟产品,尤其是Vodafone(沃达丰),他们最大的设备提供商就是华为,华为给他们提供很多的移动设备。在4G移动通信中,华为在英国已经占有很大的份额,包括了设备和核心网。

  因为华为的产品跟其他设备商比,价钱便宜,性能又比较好,服务又好,所以获得英国的运营商青睐。相对其他的国家,英国比较温和,他们更注重哪个产品好不好,是不是物美价廉。

  在当前的国际政经环境下,英国企业还是喜欢华为,我们跟几家运营商都有打交道和合作,能够感受到这一点。他们公开讲过,华为能从端对端提供服务,能提供完整的一个解决方案。

  当然,现在英国也是迫于某些方面的压力,比如说5G核心网,英国政府已经决定不能用华为。但是其他的部分,比如说射频部分、天线部分,不涉及到核心网,只涉及到无线通信这部分,可以继续采用华为的设备,所以我觉得华为在英国还是有很大的发展空间。

  《科学大师》:我们普通公众可能不了解,您提到的这个核心网和无线通信部分,有什么样的差异?

  王江舟:电信网络是这样,有核心网络部分,有无线传输部分。涉及到所有的数据,都要到核心网里处理,这就像人的脑袋一样,因为人的身体除了脑袋,还有手、脚四肢。无线传输部分,只是涉及到传输,属于四肢,不涉及到脑袋。

  基本上说,英国迫于压力,脑袋这部分要用别的公司的产品,其他的四肢部分,可以继续用华为。核心网这一块,英国能用的是其他几个欧洲的设备商,比如说诺基亚、爱立信,因为在技术上现在大家都是用统一的一个标准,都差不多,所以基本上这些设备都是兼容的。

 4、 要集中精力搞原始创新,不要拼论文数量

  《科学大师》:英国这边的院士评选看重候选人的论文多一点,还是更看重科研含金量多一点?

  王江舟:我现在是英国皇家工程院院士筛选委员会委员。英国皇家工程院很看重院士候选人在工程专业领域的影响,就是看你的研究和发明,在工程方面产生了多大的影响,是否被广泛采用,甚至是否被全球性采用。他们很看重这种实际的、真正的应用价值。论文当然也会看一下,但绝对不会说,谁发表的论文多就评谁当院士,不是这样。

  科学大师:中国在这次疫情期间也要求科学家们把论文写在祖国大地上,并出台政策,不再把论文发表数量作为科研人员职称晋升的指标,应该讲这与国外的做法有所接近吧?

  王江舟:这样做肯定是对的。在英国,对科研人员的评价是综合的,更关注论文的质量而不是数量,尤其是工程学科,你需要能解决实际的工程问题,你的研究发明要能应用,这比写多少论文都更具实际影响力。

  中国唯论文的现象,早期可能是因为科技比较落后,把论文看得重一点,也没错。但是走到当前阶段,各个方面发展很快,就不能还像以前那样评价科研工作。我们要更强调原始创新,要让科研人员把精力更多花在真正的研究上,而不是为了去拼论文数量。这对国家科技的长远发展非常重要。

来源:射频学堂
电子农业芯片通信自动驾驶控制无人机
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首次发布时间:2023-03-03
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硕士 学射频,就来射频学堂。
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