在過去的十年中，智能手機以及無處不在的視頻、游戲、社交平臺、移動支付，讓人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。在智能手機和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)爆炸式發(fā)展的背后，離不開第四代移動通信技術（4G）的強力支撐。按照國際標準組織3GPP和全球各大通信公司的路標，在2020年之前，下一代通信技術（5G）的商用化時代即將到來。和4G相比，5G的性能將有哪些提升，我們的基本生活方式是否將被再度改寫？在本次NSR專訪中，華為無線CTO及5G首席科學家童文博士對上述問題進行解答，并描述了中國通信行業(yè)從3G跟跑到5G領跑的轉變歷程。

NSR：過去幾十年中，通信技術經歷了怎樣的演變？

童文：要說清這個問題，我們要從通信產業(yè)的發(fā)展源頭說起。移動通信的規(guī)律，基本上每十年就會更新一代，因為每過十年，無線技術和相應的移動通信業(yè)務都會有一個很大的進步。

1G到2G，移動通信將語音交流的方式從固網(wǎng)電話轉變?yōu)橐苿与娫?，這是數(shù)字化無線通信的成功。通信產業(yè)界花了80年時間來建設固網(wǎng)電話系統(tǒng)，把電話裝到每一個家庭里。但是無線技術轉型、移動電話的普及，只花了不到20年。這就是技術的威力。

而到了3G和4G時代，我們開始利用無線移動技術來進行數(shù)字通信，而不再只是語音通信。3G是承載語音和數(shù)據(jù)的一跳。二十世紀九十年代初，人們開始設計3G網(wǎng)絡的時候，還沒有預料到互聯(lián)網(wǎng)的興起，不能預測將要出現(xiàn)的新型互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應用，所以，視頻通話等功能在3G時代基本沒有實現(xiàn)。在3G第一版完成之后，互聯(lián)網(wǎng)興起，個人移動計算機（PC）普及、IP技術成為主流，而當智能手機這一殺手級應用出現(xiàn)，移動通信技術再一次找到了自己的出路，3G的商業(yè)部署很快被4G取代。

而4G實際上只做了一件事，就是把互聯(lián)網(wǎng)上的應用全部搬到手機上。在4G標準完成的時候，大家還沒想到會有Facebook，會有Uber，沒想到會有微信，會有Twitter，會有Instagram。這些互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應用都是在4G移動技術發(fā)展之后，才能發(fā)展到今天的水平和經濟規(guī)模的。這是我們當時所無法想象和預測的。作為4G技術標準的制定者之一，我要說，只有通信技術與新的應用和業(yè)務相結合，才能產生這么大的效益，才能真正改變世界。

NSR：5G能做哪些4G做不了的事？

童文：這不是一個新問題。在3G、4G出現(xiàn)時，大家就在問類似的問題。但要做出完全準確的預測是不可能的，因為在5G推出之后，一定還會有新的應用和業(yè)務出現(xiàn)，做到一些我們現(xiàn)在無法想象的事情。但是從技術的角度出發(fā)，我們還是可以提出一個大概的愿景。

在技術上，5G會有三個方面的提升。第一個是“極致的速率”。它的速率可以達到光纖的速率。我們在實驗網(wǎng)絡測試中已經做到了這一點，華為最高的實驗速率達到115 Gbps。第二個是“海量的連接”。5G有能力將所有的物體，包括現(xiàn)在我們面前的這個礦泉水瓶，都連接在網(wǎng)絡上。這就是物聯(lián)網(wǎng)、或者說全連接世界的概念。第三個就是“極低的時延”。低時延可以打破距離的限制，你可以和世界上任何地方進行零距離的溝通。

有了這些性能，我們就可以實現(xiàn)很多事。最經典的例子就是遠程自動駕駛。我們將車身上各種傳感器收集到的數(shù)據(jù)，通過5G網(wǎng)絡傳到云端，云計算給出指令，再傳回給車輛執(zhí)行，整個過程不需要人的參與。如果用現(xiàn)在的網(wǎng)絡來做，高速路上時速120公里汽車的響應距離會達到兩三米，而按照5G標準，將時延降低到1毫秒，響應距離將可以縮短到8厘米，足以保證自動駕駛的安全。如果可以做到自動駕駛，我們就可以做到許多與之類似的事情，比如遠程手術，醫(yī)生在另一個城市遠程控制手術刀；再比如今天的采訪，如果5G系統(tǒng)建成，顯示技術也有相應的發(fā)展，那么你就完全沒有必要從北京跑到上海，我們可以通過網(wǎng)絡，將你的信息傳輸過來，在我這邊進行全息重建和顯示，這樣完全可以實現(xiàn)和面對面溝通同樣的效果，而它所需要的就是高速率、低時延的網(wǎng)絡，以及足夠快的圖像運算和重建速率。

NSR：華為的白皮書里特別寫到了“智能電網(wǎng)”，這是一個什么概念？

童文：按照5G的愿景，一切都可以是智能的，智能駕駛，智能購物，智能醫(yī)療，智能穿戴設備。智能電網(wǎng)就是把電網(wǎng)的各個組成模塊都連接到網(wǎng)絡上，而在網(wǎng)絡背后有人或者計算機來進行分析和控制。5G更大的愿景，是要改造各個垂直行業(yè)。

NSR：要實現(xiàn)這些目標，是不是除了通信能力，還需要計算能力的提升？

童文：我們構想中的未來系統(tǒng)可以分為3個比較清晰的領域：萬物感知、萬物連接和萬物智能。我們通過無所不在的各種傳感器來感知萬物，再通過網(wǎng)絡將它們全部連接起來，而在后臺，要通過云計算來最終實現(xiàn)萬物智能。所以計算確實是其中的一個重要方面。在人工智能概念出現(xiàn)之前，我們通常會使用“自動化”這個說法，要實現(xiàn)萬物的自動化。

NSR：這個系統(tǒng)其實和動物很像，我們的神經感知外界信息，再把信息傳遞到中樞神經系統(tǒng)。

童文：你這個比喻很好，人感知外界，然后在大腦中計算。按照這個比喻，那么我們整個物理世界的神經連接網(wǎng)，就是5G。

童文：通信行業(yè)的標準中，首先，國際電訊聯(lián)盟會定義一個頂層的框架，規(guī)定要達到多少速率，多少時延，多少個連接數(shù)才能稱之為5G。其次還有一個非常具體的工業(yè)標準，3GPP國際標準中做了非常細致的規(guī)范，要求所有手機和網(wǎng)絡設備廠家都按照同樣的標準來生產。

對于我們的行業(yè)，全球統(tǒng)一的標準非常重要。有兩個原因。第一，標準化可以使全世界所有的手機互聯(lián)互通，無論你是出差到另一個城市，還是去另一個國家，都能同樣的連上網(wǎng)絡。第二個原因是市場的需求。對于消費者來說，標準可以讓你拿到最廉價的商品。如果不同廠家使用不同的標準，那么每一家都需要獨立研發(fā)所有的部件，這樣最終的產品會非常昂貴。

在3G的時代，標準還沒能完全統(tǒng)一，當時的美國、歐洲、中國都有自己的標準。真正的融合是在第四代。兩三年前5G標準開始建立之初，也有過觀點的分裂，但是現(xiàn)在已經確定了。實際上，第一個5G標準已經基本確定，即將公布。（注：2017年12月21日，采訪結束9天后，3GPP宣布第一個5G標準，5G New Radio標準完成。）

NSR：為實現(xiàn)5G，技術上有哪些關鍵的創(chuàng)新？

童文：在無線網(wǎng)絡技術里，最核心的是空口接入技術，空口技術當中，最關鍵的又是物理層技術。如果說空口是無線技術的皇冠，那么物理層就是皇冠上的鉆石。物理層技術是指將數(shù)據(jù)調制、編碼、通過無線電傳輸，再在網(wǎng)絡的另一側接收、排除掉干擾信息并解調重現(xiàn)出來的整個過程。

要實現(xiàn)5G，物理層技術需要有很大的改變。首先，通信傳播的速度極限，早在1948年就已經由一個嚴密的數(shù)學定理來計算和定義了，這就是香農極限。通過多年來很多代工程師的不斷嘗試和改進，到差不多十年前，我們的技術就已經很接近這個極限了。要繼續(xù)提高速率很不容易，所以在5G剛開始的時候，學術界中很多人，包括一些很著名的學者，都公開表示這個領域已經死亡了。其次，是頻譜的問題，既有的網(wǎng)絡已經占用了許多頻段，我們要找到剩余頻段中，哪些可以用來構建5G的網(wǎng)絡，并且對新頻譜進行優(yōu)化設計。最后，還有實現(xiàn)技術工程化的問題，有哪些新的技術可以支撐更高性能終端和網(wǎng)絡的大規(guī)模生產和快速部署。

在研究5G的初期，我們在學術界已發(fā)表的研究成果中，找到了十幾個可以作為5G技術候選的新技術。這些研究大部分都是數(shù)學家的工作，它們都是很不成熟、無法實用的，有一些只是很粗的概念。我們花了很大的精力，在2010年到2013年之間，把整個物理層的技術做了創(chuàng)新式的梳理，把這些不能用的技術轉變成可用的5G技術，并且對它們進行評估，選出其中最好的。最終，我們構建出了5G的技術框架，其中包括了編碼技術、幀結構設計技術、MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多入多出技術）傳輸技術等。最終的成果不是一個單一的技術，是一個拼盤和框架。我們將這個全新的空口技術稱作NR，New Radio。

舉個簡單通俗的例子，弗萊明發(fā)現(xiàn)了一種生物學現(xiàn)象，一種微生物殺死了另一種微生物。而要把這一發(fā)現(xiàn)變成藥物，變成造福人類的青霉素，則需要另一些人的努力。我們的工作就是把科學發(fā)現(xiàn)做成青霉素，做成可用的5G技術。

NSR：提起5G，人們也常常會提起網(wǎng)絡切片技術？

童文：那是另外一個概念了。空口技術是基礎，而網(wǎng)絡切片技術是一個宏觀的架構，是網(wǎng)絡的整體結構。

我們的網(wǎng)絡結構有過好幾次改變。在最早的時候，三四十年前，一個網(wǎng)絡就只做一件事情，我們打電話、發(fā)電報、發(fā)傳真，用的都是各自獨立的網(wǎng)絡。后來IP技術成熟了，它將所有東西都做成一個數(shù)據(jù)包來進行傳輸，不區(qū)分數(shù)據(jù)包中的內容，它對于所有數(shù)據(jù)的傳輸質量是相同的。但是不同數(shù)據(jù)的傳輸需求其實是不同的，重要數(shù)據(jù)，比如自動駕駛、遠程手術的指令，要求高度的傳輸準確性，而普通數(shù)據(jù)，比如微信信息，它對傳輸質量的要求相對較低，但用戶希望它是低成本、甚至免費的。

所以5G中就有了網(wǎng)絡切片的技術，將同一個網(wǎng)絡用云和虛擬化的概念，切割成許多個網(wǎng)絡，這些網(wǎng)絡使用相同的空口和傳輸設備，但是每個切片里的服務質量是不同的。而且這種切片方式是動態(tài)的、用軟件定義的，你可以在需要的時候切出一片網(wǎng)絡，在不需要的時候再把它取消掉，用來做其它的網(wǎng)絡。切片技術使得定制化的服務成為可能，也為運營商提供了更多機遇。它們可以不再局限于人與人之間的連接，而是利用不同的網(wǎng)絡切片來開展各項業(yè)務。

NSR：5G技術是否已經成熟？

童文：對，技術上已經沒有大的問題。后面主要是商業(yè)的問題。

NSR：華為是在什么時候開始5G布局的？

童文：華為開始5G研究很早，在2009年，那時候LTE（Long Term Evolution，長期演進）技術還沒有完全商用。那一年，華為提出了一個Vision2020項目，這個小項目就是去研究2020年的網(wǎng)絡會是什么樣子，它對2020年網(wǎng)絡的速率，以及應用場景做了預測，這些預測中的大部分都和現(xiàn)在的5G構想是相同的。在2012年底，公司決定投入6億美金來做5G的研發(fā)，這只是技術標準研發(fā)的投資，不包括產品的投入。

NSR：其它通信公司的起步時間，也和華為差不多嗎？

童文：據(jù)我所知，華為是最早的。直到2012年，很多大公司還在公開的場合說，5G是不存在或者不可能的。我們對5G的投入很早、很堅決，技術方向也很穩(wěn)定。所以，在早期的定義5G過程中，華為起到了重要的主導作用。標準中的速率，時延，連接數(shù)等量綱都是華為提出的。

NSR：5G商用化的時間表是怎樣的？

童文：現(xiàn)在大家都說，2020年將是5G商用化的元年，但實際的進展可能還會更快一些。2018年下半年，5G網(wǎng)絡設備投產，網(wǎng)絡建設將會開始；到2019年上半年，5G手機將會問世。

NSR：5G的成本會比之前提高嗎？

童文：成本有兩個概念。對于用戶來說，終端的成本不會有顯著的提高。iPhone X的售價比之前高了很多，5G終端的售價不會超過這一水平。對運營商來說，它們要考慮建網(wǎng)的成本。和前面3G、4G一樣，建網(wǎng)需要一筆投資，但在3到5年內，隨著業(yè)務的發(fā)展，這些成本可以被收回，并且開始賺錢。到那時網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的價格就會開始下降。

NSR：在中國，工業(yè)和信息化部（工信部）在統(tǒng)籌行業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮了哪些作用？

童文：工信部是我國的通信行業(yè)管理部門。他們在早期（2013年）組建了IMT-2020（5G）推進組，這個推進組從今天來看是成功的。推進組把主要的運營商、廠商都組織在一起，大家就“什么是5G”、“什么是5G技術”等基本問題達成共識。而且，推進組還組織測試，來測試大家做出來的技術，第二階段的5G測試剛剛結束，我們取得了目前世界上最好的測試結果。中國現(xiàn)在是一個通信強國，引領5G，而在3G的時代，中國是趕超狀態(tài)。

NSR：5G之后呢？還會有6G嗎？

童文：有。這個問題我也被問過好幾次。你我的想象力都很有限，想象不出十年以后的技術革命會是什么，但是當顛覆性技術和顛覆性業(yè)務相結合，6G一定會出現(xiàn)。

NSR：據(jù)您所知，華為或者其它地方，有人開始在做6G相關的研究嗎？

童文：我認為6G相關的早期探索可能有，但是現(xiàn)在還沒有到達一個點，說我們已經可以做6G了，這之前還是要有一段時間的探索和積累。

NSR：華為在2009年開始做5G，您加入華為也是在2009年。您當時是為了5G來的嗎？

童文：你這個問題倒是提醒了我，我還沒認真想過這個……我來給你講講我的經歷吧。我1984年本科畢業(yè)于東南大學無線電系。然后去加拿大讀了博士，博士期間我做的是信號處理方面的工作，我的畢業(yè)論文還拿到了加拿大的總督獎。那時剛好是2G標準化完成的時候。博士畢業(yè)后，我暫時沒有想清楚要做什么，于是就接受了加拿大北方貝爾研究所的邀請，做博士后。我做了一些語音識別和神經網(wǎng)絡相關的工作。但我那時對神經網(wǎng)絡和AI并不看好，所以當我決定要到工業(yè)界去的時候，我接受導師的建議，選擇了通信公司加拿大北電網(wǎng)絡。

當時的北電是業(yè)界第一大的程控交換機公司，無線是其中一個很小的部門。不過小有小的好處，沒有論資排輩，年輕人的工作比較自由。剛進公司不久，在一次公司的年度展會上，我在實驗室展示了用一臺冰箱大小的3G樣機下載網(wǎng)頁。結果公司總裁看過之后反問道：“誰會用手機來上網(wǎng)？”北電在無線市場不是第一，要超越對手，就只能選擇技術革命的方向。在3G、4G的標準制定過程中，我推動引入了一批斷代技術，如OFDM、Turbo Code、HARQ、空口VoIP等。2007年，公司開始實施Fellow制度，我是第一個Fellow，隨后成為北電在各個國家所有研究實驗室的主管。但好景不長，2009年北電申請破產。我當時已經做到了北電Fellow，如果要到西方國家的姐妹公司去，依舊是類似的崗位，缺少挑戰(zhàn)性。所以我當時的選擇主要有兩個，華為或者Google，這兩個公司是我不熟悉的。我選擇了華為。

NSR：那您覺得，作為中國公司的華為，和您之前所在的國外公司有什么差別？

童文：有差別。而且2009年的華為和今天也不一樣。在我看來，華為有幾個非常重要的特質。一是華為對技術的追求，這是我來華為之前沒有想到的；第二，和西方的公司不同，華為總是把客戶放在第一位，這一點也是要到華為里面來才能有深刻感受的；第三，就是執(zhí)行力，華為的執(zhí)行力在科技公司中是頂尖的，公司確定了要做一件事，一定聚焦，一定做成。

NSR：華為在加拿大的研究所，是在您加入華為之后建立的？

童文：對，我們當時是一個大概200人的多學科團隊，一起建立了這個研究所。在海外研究所的建設方面，華為在中國公司里面是規(guī)模最大，也是最成功的。我們在歐洲有二十多個研究所，北美有十幾個，這里面都是產業(yè)界中一級的人才，幫助華為將知識和技術轉化為產品和價值。

NSR：華為是依據(jù)什么來選擇在哪里來建立海外研究所的？

童文：最大的原則是人才，另外還有文化和DNA。人才在哪里，研究氛圍在哪里，我們的研究所就建在哪里。

NSR：在信息領域還有哪些研究風口？

童文：很多技術都會經歷過熱，隨后冷靜下來，最終又在一段時間之后實現(xiàn)。這是正常的發(fā)展規(guī)律。我們作為技術轉化者，要做的就是在冷靜的一段時期堅持下來，最終將技術轉化為產品?，F(xiàn)在很火的AI技術就經歷過這樣的歷程，華為也同樣關注AI。但其實直到現(xiàn)在，我個人對AI還是持懷疑的態(tài)度。它確實可以在一些領域取得應用，為大家提供一些方便，提升效益。但問題是，現(xiàn)在人們對AI的希望顯然不止如此。

NSR：您本科就讀的東南大學，在通信領域的實力很強。

童文：我1980年本科入學，那時無線通信是一個很冷門、沒有前途的專業(yè)。但是當時東南大學有一個無線移動通信實驗室，是中國最好的無線通信實驗室。在那個實驗室里，有我國無線通信領域的第一個博士生導師，中國在這一領域中最早的幾個博士生，都是在他的實驗室畢業(yè)的，比如李正茂（中國移動通信集團公司副總裁，1988年在東南大學取得博士學位），尤肖虎（東南大學教授，1988年在東南大學取得博士學位，被譽為中國3G、4G掌門人）。

NSR：對于想要從事技術研發(fā)工作的年輕人，您有什么建議？

童文：我參與過華為的招聘，了解了一些現(xiàn)在的博士畢業(yè)生在選擇工作時的考慮。有些人是待遇導向的，有些人看重未來的發(fā)展空間，也有人全憑興趣。而我認為，對一個年輕人幾年后成長情況影響最大的可能有兩點，第一是他對自己有沒有一個大致的長期計劃；第二，最終發(fā)展得比較好的，其實都是那些比較“傻”，能夠堅持做一件事的人。無論你去Google、微軟還是華為，這些原則都是一樣的。

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