王江舟院士談5G：中國的設備領先，美國在芯片稱霸

  ICCSZ訊 國際頂尖的通信工程專家，英國肯特大學終身教授，英國皇家工程院院士王江舟接受網易科技《科學大師》記者專訪談5G。

  新冠肺炎疫情發(fā)生初期，王江舟院士有一個擔心，就是5G發(fā)展速度會不會因為疫情而受到影響。

  遠程醫(yī)療、遠程教育和辦公、紅外熱成像測溫、5G+云直播、5G網聯(lián)無人機、自動化工廠等，在疫情期間，一系列的5G應用場景出現(xiàn)(通信世界網)，使一直以來還沒有實現(xiàn)應用落地的5G技術忽然間放出異彩，讓人不得不對其所具備的發(fā)展?jié)摿文肯嗫础?

  從國家層面來看，3月初幾次會議均提出要加快發(fā)展5G網絡、數(shù)據(jù)中心等新型基礎設施建設進度，而各地政府也紛紛推出政策，公布2020年5G發(fā)展目標(中國經濟時報)，“新基建”一詞火了。

  對于5G發(fā)展受阻的擔憂似乎沒有必要。注意到這個形勢的王江舟轉而相信，疫情非但不大可能打亂發(fā)展，反而能夠推動5G落地。

  王江舟是一位國際頂尖的通信工程專家，現(xiàn)在英國肯特大學擔任終身教授。2017年，王江舟當選為美國電氣與電子工程師學會會士(IEEE Fellow)，2018年，當選為英國皇家工程院院士。

  王江舟從事通信研究三十多年。英國皇家工程院的官網中介紹，他在從2G到5G的幾代移動通信工程技術發(fā)展中，做出了杰出的貢獻。他的開創(chuàng)性研究——在無線移動通信中的信號檢測和多址技術的發(fā)明和創(chuàng)新，在全球通信行業(yè)中被廣泛采用。

  如今，王江舟和他的團隊已經開始6G的研究工作，他們與國內的政府部門及科研機構也保持著密切的合作關系。

  本次接受網易科技《科學大師》記者獨家專訪，以下是部分專訪內容：

  1，5G網絡可以應對疫情帶來的流量壓力

  《科學大師》：自從鮑里斯首相呼吁民眾在家辦公后，英國境內通信網絡發(fā)生故障，陷入癱瘓狀態(tài)，歐洲網絡據(jù)說也面臨類似壓力，這是疫情帶來的空前的一種壓力么?可以更好地應對這種突發(fā)狀況么?

  王江舟：幾天前，我聽說過英國有些用戶手機打不通電話，但問題很快解決了，可能是連接幾個不同移動網絡的設備出現(xiàn)故障，這應該是偶發(fā)事故，與網絡擁堵沒有關系。雖然很多人在家上班，開視頻會議或者玩游戲，這主要是通過WiFi上固網，有線業(yè)務量增加不少，但移動部分的業(yè)務量反而有所下降。當然，在家上班和網上上課，會造成很多人同時上網，網絡業(yè)務量增加很多，尤其是視頻，對通信服務商是一大挑戰(zhàn)。通常我們的網絡設計容量比平常高峰業(yè)務量(晚上7，8點)要高出不少(百分之幾十)。但一旦突發(fā)業(yè)務量增加很多，超過網絡設計容量，必定會造成網絡堵塞甚至癱瘓。

  英國的幾大移動運營商目前主要是用4G，3G也在用。在英國，很多固網終端接入設備仍然使用傳統(tǒng)的技術，容量不大，對傳輸高清視頻是一大挑戰(zhàn)。如果直接釆用5G移動通信，能解決這個問題。直接釆用5G還可以分流，讓一部分固網業(yè)務只需要在移動網絡中流動，減輕固網的負擔。

  2，5G應用要全面落地，起碼還得再等5年

  《科學大師》：這次中國疫情防控中，5G技術據(jù)說有著不錯的發(fā)揮，您有關注么?

  王江舟：我本人一直在做5G方面的研究，5G具有高帶寬、低時延、大容量的特點，在疫情防控中確實有很多新的應用場景，比如說5G高清視頻方面，5G+遠程會診、遠程查房、5G+無人機，還有遠程醫(yī)療。比如說現(xiàn)在很多學校都不開學了，都是通過遠程教育。很多的雇員在家里上班，有遠程辦公。這也就使5G技術的優(yōu)勢顯現(xiàn)出來了。

  作為新一代通信技術的核心驅動，5G太重要了。它在各個垂直行業(yè)會有很多的應用，也會培育出很多新的經濟增長點。比如說以后的5G能夠滿足自動駕駛、智慧農業(yè)、智慧城市、無人機、機器人等應用，它不是一個普普通通的通信技術，而會變成基礎設施。所以我也同意這樣一種看法：以前大家覺得5G技術雖然好，但不知道它應用場景和潛力在哪里。這次疫情發(fā)生之后，很可能會進一步促進和推動它在中國的落地，大家也能夠發(fā)現(xiàn)它的很多可應用的空間。

  《科學大師》：5G的概念雖然很火，但在國內看起來還是處于一個非常初期的階段，在英國或者說在歐洲等地區(qū)，也差不多是處在同一階段吧，并沒有普遍應用?

  王江舟：國外現(xiàn)在也是處于初期階段，我們參加了多個研究項目，有歐盟的項目，也有英國的項目，我認為相關的應用可能還要等幾年。拿每一代移動通信技術從發(fā)展到成熟需要10年時間來看，大致都有這么一個階段，技術剛開始不是很成熟，只能夠解決一些初步的應用。慢慢提升到后面，就會滿足更多的應用，因為后期網絡速度更高了。

  5G技術也是，可能前5年的應用場景會少一些，隨著技術慢慢完善、網絡速度提升、容量增加，到后5年，應用場景會更多一些，也就是說很多的應用場景可能要到后5年才會有。

  《科學大師》:5G技術要應用普及，面臨的挑戰(zhàn)是什么?

  王江舟：5G面臨的具體挑戰(zhàn)還是很多的，第一個就是大規(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，是需要幾十個甚至幾百個天線，能夠快速準確地捕捉多個終端用戶的信號，還要考慮如何降低基站接收終端反饋信號的功耗、能耗問題。大規(guī)模天線的信號波束形成后，要把像激光那樣很窄的波束傳出去，現(xiàn)在的算法還比較復雜。當天線數(shù)成倍增長的時候，信號處理上的完成需要很長的時間，時延增加，就會導致很多業(yè)務不能進行，因為5G很多的應用場景都是低時延的場景。怎么簡化復雜的算法，怎么進行資源調度，怎么優(yōu)化網絡，都是需要解決的問題。

  第二個問題就是大區(qū)域覆蓋問題，在人口很密集的地方，5G難以做到密集覆蓋，就會產生很多的問題。有些地方建5G的基站，覆蓋的面比較寬，網絡的延遲就會比較大。傳輸時間長了，應用上就會產生問題。

  還有一個，在很多地方4G跟5G的網絡是混用的，夾在一塊，就會產生兩個系統(tǒng)的轉換問題。另外，各個大區(qū)和小區(qū)之間的多信號相互干擾、城市光纖網絡的統(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題。

  3，智能化是信息化發(fā)展的最終目標

  《科學大師》：您的一個主張是說人工智能應用可以和移動通信融合起來發(fā)展，人工智能對5G的發(fā)展有什么樣的幫助，怎么融合?

  王江舟：很重要的問題就是要優(yōu)化我們的移動通信網絡，原來我們采用的都是傳統(tǒng)的思路和優(yōu)化方法，隨著移動通信的快速發(fā)展，用戶數(shù)越來越多，基站的天線數(shù)越來越多，移動網絡越來越復雜，傳統(tǒng)的方法就沒辦法優(yōu)化這個網絡。

  人工智能是一個很重要的方法。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)庫里有幾千萬個棋譜，根據(jù)這個數(shù)據(jù)來訓練、挖掘，尋找最佳的下法，所以機器下圍棋不會犯錯，人難以下過機器。

  5G+人工智能有很大的應用空間，比方說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，非常復雜。我們可以采用人工智能的辦法，從先驗知識中通過機器學習來訓練，簡化天線陣的信道信息提取。

  網絡優(yōu)化方面，也可以利用用戶的移動圖形信息。打個最簡單的比方，不同的基站覆蓋的地區(qū)和人流會不一樣，有的地區(qū)白天用戶數(shù)多，晚上少，而有的地區(qū)相反，基站就可以根據(jù)這些預先知道的信息來優(yōu)化網絡。人工智能技術的目的，一方面能將網絡優(yōu)化得很好，提高性能，另一方面，就讓整個的方法簡單化了。

  人工智能和5G融合的研究，我們在這方面也在做，這是比較新的探索。我的一個看法是，人工智能可能5G能夠用一點，但是到以后的6G就非常非常重要，就能廣泛應用。

王江舟與著名信息學家、美國國家科學院、工程院院士珀爾（H. Vincent Poor）教授，2015年

  《科學大師》：可以理解為智能化是移動通信的一大趨勢嗎，信息化和智能化并不是一回事情?

  王江舟：以前我們講信息社會，信息化實際上就是一個數(shù)字化，就是傳統(tǒng)業(yè)務中的流程或數(shù)據(jù)通過計算機信息系統(tǒng)來處理，來提高工作效率。而智能化是一大步的躍升，不僅僅是用它來處理流程提高效率，還要讓它變得很聰明，像人一樣具有感知的功能、思維和判斷的功能，還有學習和執(zhí)行的功能，讓它能做決策。所以我覺得智能化是信息化最終的一個目標，也是發(fā)展的必然趨勢。而人工智能就是一個典型的由信息化到智能化轉變的主要途徑，讓機器能夠完成一些通常需要人類智慧才能完成的復雜技術和任務。

  《科學大師》：現(xiàn)在5G還沒有普遍應用，一個現(xiàn)象是大家就已經在做6G的研究，包括您本人在內，為什么這么超前?

  王江舟：5G對很多應用只是一個初步，有一些應用可能5G也做不了。因為有些應用，比如說虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實，它需要很大的帶寬、很高的速度，可能5G都不能滿足這么大的容量。但是這個應用前景我們已經看到了，可能需要6G來做。所以我覺得6G是很重要的，中國現(xiàn)在5G是領跑，但是這個領跑也就是這么幾年時間，6G也應該趕快研究。

  6G也是我們移動通信從信息化走向智能化的一個很重要的階段。到6G時代，整個網絡就會走向智能化，有很多更高階的應用出現(xiàn)，比如說我們的頻段，現(xiàn)在5G發(fā)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可能要走到太赫茲，頻段還要高至少10倍，可能還要采用可見光通信。6G的速度可能比5G要高10倍到100倍。所以現(xiàn)在著手6G的研究，很重要，早一點打下基礎，開發(fā)一些知識產權，對后期的發(fā)展會非常有利。

  4，中國5G領先，美國底子也很厚

  《科學大師》：站在國際層面來看，中國在5G技術上的表現(xiàn)怎么樣?業(yè)界的一個說法是我們處在領跑地位?

  王江舟：亞洲的中、日、韓三個國家，提供5G商用服務都是很早的，都在積極推動，我覺得三國同屬于第一梯隊，歐洲跟美國，稍微晚了那么一點點。這是一個方面。

  更主要的領跑核心是在標準化上面。現(xiàn)在全球就一個標準，誰唱主角、誰牽頭，很重要。中國在5G國際標準化制定工作中起到非常重要的作用。在國際通信行業(yè)標準化組織3GPP中，國內很多企業(yè)都在參與，像中國移動、聯(lián)通、電信、華為、中興，OPPO等。在大的標準里面，還有很多子標準。每家企業(yè)都可以在子標準中提出技術方案，中國的企業(yè)對國際化的標準制定起到非常重要的推動作用，因為全球的標準只有一個，你能不能主導就很重要了。現(xiàn)在的5G國際標準中，就有很多來自中國的提案。

  如果你提出的方案得到通過，變成正式的全球標準的一部分，你就有了技術優(yōu)勢，因為你有了相應的專利，你就能領先和主導。通俗來講就是這樣。

  《科學大師》：為什么強大如美國，在這方面反而落后了呢?

  王江舟：美國在5G方面推動的確慢了一點，政府投入比較少，也沒有什么設備商，兩大服務商比如說AT&T、Verizon，也不像中國移動那么積極進取，比較被動。最積極的可能就是一個高通公司。像蘋果手機作為終端商，他們就是把手機做得很好，但是對于網絡技術、無線傳輸技術，參與得比較少。所以他們不在第一梯隊，這跟整個國家的大環(huán)境可能有一定關系，他們原來在國家層面就重視不夠。

  當他們發(fā)現(xiàn)這個問題，也在發(fā)力，現(xiàn)在美國本土有一種玩笑式的說法，說他們5G不搞了，直接就跳到6G去了。

  當然，美國整體的實力還是很強的，底子還是很厚的。涉及到5G技術，很重要的一點就是要用到方方面面的芯片，在這上面，中國跟世界一流水平相比還有很大的差距。

  因為最后我們要做5G的設備，比如核心網絡的管理系統(tǒng)，需要計算芯片，也需要存儲芯片，基站設備需要專用的管理控制芯片，手機也需要計算芯片、感應芯片。目前來講，絕大部分芯片基本上是美國企業(yè)壟斷的，他們在稱霸世界。也就是說，我們中國在5G手機、通信系統(tǒng)設備方面的研發(fā)能力都很強，但是最基礎和最基本的芯片技術，還是握在美國手中，國內還需要加把勁。

  《科學大師》：美國實際上也是希望在5G上能夠獲得優(yōu)勢吧，這也是特朗普任內確立的國家戰(zhàn)略之一，對吧?

  王江舟：當然了，前一陣子他們不是給英國政府施加壓力，要求不要用華為的技術嘛。英國首相就向美國政府提出一個問題，說你要求我不用華為，那你能不能告訴我，誰是最好的替代商，誰能夠把華為替代掉?美國沒有告訴英國答案。英國方面就說，既然你不能告訴我誰能替代華為，那你也不能怪我。所以美國也是很無奈的。

  我不知道美國在5G上怎么能實現(xiàn)趕超，因為5G現(xiàn)在的全球標準就一個，不可能再改，美國也不可能自己另搞一個標準。在這個前提下，想要趕超，好像實現(xiàn)的可能性比較小。

  《科學大師》：可能大家也關心，在移動通信這個賽道上，現(xiàn)在5G、后面的6G和7G，哪個國家可能會一直占有先機，保持老大的地位?

  王江舟：我覺得中國會領先一段時間，還有亞洲的其他一些國家也做得不錯。關鍵的因素還是因為中國企業(yè)有很多的被批準的標準提案?，F(xiàn)在中國在5G標準里面被批準的標準提案總數(shù)是全球第一，而中國移動又是擁有被批準的標準提案最多的一家企業(yè)。中國整個科研水平已經相當不錯，跟國家整體的強盛是有關系的，技術創(chuàng)新，參與企業(yè)多，所以人多馬壯。

  5，在華為的問題上，英國政府也受到很大的壓力

  《科學大師》：英國通信市場和華為的關系怎么樣?

  華為好像在英國占有的市場份額很大。

  王江舟：華為在英國占的市場份額是第一，英國的幾大運營商中，都在用華為的技術跟產品，尤其是Vodafone(沃達豐)，他們最大的設備提供商就是華為，華為給他們提供很多的移動設備。在4G移動通信中，華為在英國已經占有很大的份額，包括了設備和核心網。

  因為華為的產品跟其他設備商比，價錢便宜，性能又比較好，服務又好，所以獲得英國的運營商青睞。相對其他的國家，英國比較溫和，他們更注重哪個產品好不好，是不是物美價廉。

  在當前的國際政經環(huán)境下，英國企業(yè)還是喜歡華為，我們跟幾家運營商都有打交道和合作，能夠感受到這一點。他們公開講過，華為能從端對端提供服務，能提供完整的一個解決方案。

  當然，現(xiàn)在英國也是迫于某些方面的壓力，比如說5G核心網，英國政府已經決定不能用華為。但是其他的部分，比如說射頻部分、天線部分，不涉及到核心網，只涉及到無線通信這部分，可以繼續(xù)采用華為的設備，所以我覺得華為在英國還是有很大的發(fā)展空間。

  《科學大師》：我們普通公眾可能不了解，您提到的這個核心網和無線通信部分，有什么樣的差異?

  王江舟：電信網絡是這樣，有核心網絡部分，有無線傳輸部分。涉及到所有的數(shù)據(jù)，都要到核心網里處理，這就像人的腦袋一樣，因為人的身體除了腦袋，還有手、腳四肢。無線傳輸部分，只是涉及到傳輸，屬于四肢，不涉及到腦袋。

  基本上說，英國迫于壓力，腦袋這部分要用別的公司的產品，其他的四肢部分，可以繼續(xù)用華為。核心網這一塊，英國能用的是其他幾個歐洲的設備商，比如說諾基亞、愛立信，因為在技術上現(xiàn)在大家都是用統(tǒng)一的一個標準，都差不多，所以基本上這些設備都是兼容的。

  《科學大師》：您怎么看華為在英國本土后續(xù)的發(fā)展形勢?

  王江舟：我覺得這個(被排擠的)可能性比較小，就是一些政客迫于壓力，可能會考慮某些方面的因素，比如希望華為市場份額越小越好，最好變成沒有。因為英國業(yè)界很多都喜歡華為，他們沒辦法排擠。

  現(xiàn)在既使英國講了核心網部分不用華為，非核心網繼續(xù)用華為，美國還是感到不滿意。美國的意思是說你一點都不能用。英國政府覺得這沒道理。現(xiàn)在我知道的是，在英國通信的核心網部分和非核心網部分，兩邊的業(yè)務收入差不多是一半一半，所以既使只考慮非核心網部分，華為的發(fā)展空間還是很大的。再過幾年，目前的氣侯過去了，說不定核心網部分也可以考慮。

  《科學大師》：英國為什么會受到美國的壓力?

  王江舟：美國政府暗示要暫停美國跟英國的貿易談判。英國現(xiàn)在退出歐盟，下面一個很重要的計劃就是要跟美國談貿易協(xié)定。現(xiàn)在美國把這個事兒作為一個關卡，給英國施加壓力，要求英國重新考慮對華為的決定，但是最終怎么樣，現(xiàn)在還不清楚。因為在貿易談判方面，英國還需要求到美國，美國市場大。

  6，合作比不合作要好

  《科學大師》：國際形勢的變化，華人科學家群體的處境也很受關注，您早在上世紀80年代就出國了，對這個問題應該有切身感受吧?

  王江舟：我在歐洲、美國都待了很多年，我在英國生活到現(xiàn)在已經快15年了。應該講，入鄉(xiāng)隨俗，融入沒有什么困難。目前的情況，我相信是暫時的，慢慢會好起來。在學術界和工業(yè)界，我認識不少美國朋友，大家還是希望多交流，他們自己有親身體會，合作比不合作要好。尤其是我們做5G研究，屬于工程類的項目，更需要團隊合作，不能單干。而我們華人科學家在英國社會里，還是蠻受歡迎的。至少從我們大學來講，華人勤奮工作，不愛惹事，也不愛抱怨，工作做得又好，當然人家會欣賞你。

  《科學大師》：那您入選英國皇家工程院的院士，進入主流工程學界，這個過程順利么?

  王江舟：英國皇家工程院的華人院士不太多，入選是有難度。我本人有幸第一次就被選上了。很榮幸我的工作得到認可。從我經歷而言，應該說英國有很好的學術包容性、公正性。我所在研究環(huán)境和團隊也給與了極大支持。

  7， 要集中精力搞原始創(chuàng)新，不要拼論文數(shù)量

  《科學大師》：英國這邊的院士評選看重候選人的論文多一點，還是更看重科研含金量多一點?

  王江舟：我現(xiàn)在是英國皇家工程院院士篩選委員會委員。英國皇家工程院很看重院士候選人在工程專業(yè)領域的影響，就是看你的研究和發(fā)明，在工程方面產生了多大的影響，是否被廣泛采用，甚至是否被全球性采用。他們很看重這種實際的、真正的應用價值。論文當然也會看一下，但絕對不會說，誰發(fā)表的論文多就評誰當院士，不是這樣。

  科學大師：中國在這次疫情期間也要求科學家們把論文寫在祖國大地上，并出臺政策，不再把論文發(fā)表數(shù)量作為科研人員職稱晉升的指標，應該講這與國外的做法有所接近吧?

  王江舟：這樣做肯定是對的。在英國，對科研人員的評價是綜合的，更關注論文的質量而不是數(shù)量，尤其是工程學科，你需要能解決實際的工程問題，你的研究發(fā)明要能應用，這比寫多少論文都更具實際影響力。

  中國唯論文的現(xiàn)象，早期可能是因為科技比較落后，把論文看得重一點，也沒錯。但是走到當前階段，各個方面發(fā)展很快，就不能還像以前那樣評價科研工作。我們要更強調原始創(chuàng)新，要讓科研人員把精力更多花在真正的研究上，而不是為了去拼論文數(shù)量。這對國家科技的長遠發(fā)展非常重要。