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华为“致敬”百余科学家,“强攻”基础研究抢占未来战略点

生意场 2018-07-27 13:50:52 来源:第一财经

  “人类社会的发展,都是走在基础科学进步的大道上。如果没有信息论的建立,我们就无法进入数字世界。”70年前,美国数学家克劳德·香农提出了著名的香农定理,为信息通信产业奠定了理论基础。香农定理所描述的信道容量极限,也为无线通信技术的演进留下了一个未知的挑战。

  随着2G、3G、4G等无线技术的不断演进,卷积码、Turbo码先后得到应用,推动人类进入到今天的信息社会。而美国MIT教授Robert Gallager在1963年提出LDPC码后,土耳其教授Dr. ErdalArikan又发现了极化码,世界上唯一一类能够被严格证明达到香农极限的信道编码方法由此诞生。这时,是2008年。

  当时的华为,仍然是全球通信设备企业里的“挑战者”,全年销售收入仅仅为170亿元美元,仅为现在的六分之一。一方面在刚刚启动的3G市场里与欧美老大哥们“掰手腕”,另一方面华为也在加大研发力度,试图摆脱技术的束缚。

  2009年,华为开始5G研究,虽然当时的技术标准有很多,但华为认为,极化码有作为优秀信道编码技术的潜力。到了2013年,华为的5G研究投入达到6亿美元。

  几年之后,华为的“坚守”有了成果。

  2016年,在3GPP会议5G短码方案讨论中,以中国华为公司主推的Polar Code(极化码)方案,成为5G控制信道eMBB场景编码方案。这也是中国公司第一次从概念研发介入到标准、产品全链条参与的通信标准。

  “当时我们决定选择了风险比较高的技术,甚至从工程角度不是非常成熟的一个技术,早期做出这样的决策并不是非常容易的事情。”华为首席科学家童文26日在一场采访中对第一财经记者表示,一旦做出决策,华为就不打算在一两年就获得收益,经历过很多的挫折,一步一个脚印才走到了现在,得到了现在的成果。

  在同日举行的“5G极化码与基础研究贡献奖颁奖大会”上,包括童文在内的百余名基础研究与标准领域的华为专家受到表彰,而Arikan则被颁发特别奖项。华为同时宣布,未来将继续加大基础研究投入,每年150到200亿美元的研发费用中,20到30%将用于基础研究工作。据悉,2017年华为研发投入已经达到了138亿。

  5G极化码的“十年蜕变”

  5G(Polar)极化码对于华为的意义不言而喻。

  2016年11月14日至18日期间,国际无线标准化机构(3GPP)无线物理层( RAN1)第87会议在美国Reno召开,会议上,经过激烈的竞争,华为等中国企业主推的极化码(Polar Code)击败美国主推的LDPC码和法国主推的Turbo码,成为5G eMBB场景在短码上的控制信道编码方案。自此,经过两次会议的激战,在5G eMBB场景上,Polar码和LDPC码二分天下,前者为信令信道编码方案,后者为数据信道编码方案。Polar码和LDPC码一起历史性地走进蜂窝移动通信系统。

  可以说,Polar码入选5G标准意味着中国通讯企业第一次迈入世界顶尖领域。

  华为轮值董事长徐直军在表彰大会上表示,全球第一个符合3GPP标准的、支持Polar码的5G系统于2018年2月22日在西班牙巴塞罗那向全球发布,是由华为公司携手Vodafone共同完成的。而5G是华为第一次从概念到研究、标准、产业化的产品,十年的经验和教训值得总结和传承。

  第一财经记者在大会现场看到,包括创始人任正非、董事长梁华以及三位轮值董事长在内的高管团悉数到场,并且为了迎接Arikan的进场,起身站立等待了十多分钟,进场后,现场掌声热烈而持久。这样高规格的接待在华为来说,并不常见。

  对于华为的“表彰”,Arikan在随后的采访中对记者表示“非常惊喜”。“这充分展示了华为是一个与众不同的公司,选择了与众不同的道路,华为在基础研究方面的努力支持、鼓励、认可了学术界的努力,这是华为给我高规格奖项的原因。”

  他认为,极化码是华为抓住的一个机会,“有时候大家会觉得这个代码不是在这个国家创立的,所以不太好用。我不想代表华为公司回答这个问题,需要强调的是他们确实抓住了很好的机会。”

  事实上,华为和Polar码的缘分还要追溯到十年前。

  “今天这个相聚的邀请函,可以说是在2008年7月24日就发出了,因为这是我们最早看到Arikan的Polar码论文的日子。”徐直军在表彰大会上说,华为5G研究最早是从2009年开始的,恰好也就是Arikan教授关于Polar码的论文在IEEE正式发表的那一年。

  在2010年,华为识别出极化码作为优秀信道编码技术的潜力,在ErdalArikan教授研究基础上投入进一步研究,经过数年长期努力,在极化码的核心原创技术上取得了多项突破,并促成了其从学术研究到产业应用的蜕变。

  “当时对于Polar码只是知道一些理论成果,而后华为做了非常多的试验和试用研究,保证必须是最优的性能之外,还要考虑到实用性、可用性、可行性,因为必须用到几十亿的设备上,必须要达到各方面的要求,这样才能保障技术给最终的消费者带来受益。”华为首席科学家童文向记者表示,所以不仅仅要看技术本身,还要看到这个技术对于最终使用者带来的收益。我们花了非常多的努力,在这个过程中也经历了一些挫折。

  “过去十年,童文在全球的飞行公里数达到百万公里,合纵连横,达成了实现技术突破并确保全球统一标准的目标。”徐直军说。

  他表示,理论到应用的转化过程中需要克服众多工程化难关,三代信道编码技术从学术发现到成为产业标准都经历了10到20年的产业转化过程。某种意义上看,5G标准的诞生,也是一场科学家与工程师持续努力的接力赛。

  加大费用投入“强攻”基础技术

  从Polar码的论文到标准的距离大约是10年,这只是冰山在海面之上的部分,海面之下是更为漫长的、持续的研究探索。

  “所以我们要加强基础研究的投资,希望用于基础研究费用从每年总研发费用150-200亿美金中划出更多的一块来,例如20%到30%,这样每年有30到40亿美金左右作为基础研究投入。”在表彰大会前的一天,任正非在与Arikan见面时说,基础领域的突破不是一天、两天的功夫,是数十年的默默无闻,辛苦地耕耘。

  事实上,华为对基础研究有着自己的理解,其中核心观点是,只有长期重视基础研究,才有国家和工业的强大。没有基础研究,产业就会被架空。

  此前,在被问到如何评价基础研究是否有成效,心目中的科学家是什么样时,任正非曾经表示,“评价基础研究,不能采用量化的考核方法。我们应从一个很长的时间轴来看科学家讲的话,不能计较所有内容是否都具有现实性意义。费马大定理是用350年证明的,它并没有对法国经济起多大贡献,如果我们这么狭隘地看问题,人类怎么探索前进?但是我们有个约束,方向要大致在公司前进的主航道上。我们对科学家要多一些宽容,对不明白的东西,只要大致对准主航道,我们就多给一点宽容。”

  任正非认为,强调科学家作用,是希望大家能在公司主航道的范围内,更积极大胆地向纵深研究,没有产业技术的深根探索和核心控制,怎么会有产品与产业的控制力?所以,华为发展到现在,更需要各位发挥科学家的研究与探索作用。

  “华为支持了我的大学,支持了我在极化码方面的研究,并且是无条件的支持。我是独立自主的,可以追求我的研究兴趣,双方之间是没有任何的硬性条件约束的。他们不会告诉我说要怎么做、会研究什么,新的想法、任何专利都不会要求去获取。”Arikan说。

  他表示,华为是一个投资于长期的公司,3GPP只是一个起点,还会有更多的进展。“一定要经过很多的基础研究才可以获得技术上的突破,进而形成产品。世界上没有一家公司是例外,其他公司不像华为这样聚焦于开发新的技术,所以我认为华为对未来是很清楚的,中国的公司特别是华为在未来会有更多的机会。”Arikan在回应第一财经记者提问时如是强调。

  过去十年华为的累计研发投入近4000亿人民币。在下一阶段,华为将会投资什么样的技术?面对这一问题,华为5G产品线总裁杨超斌表示,公司内部已经有团队在做相关研究,但具体哪些技术应用在下一代通信领域中现在还不确定。

  “移动通信技术到现在已经发展到了第五代,接下来肯定会有第六代、第七代移动通信技术,这个技术肯定存在。但是对于下一代的移动通信技术来讲,我们认为需要有更多的基础理论方面的创新,才能产生下一代的技术。如果没有基于一些基础理论的创新,大家拼凑出下一代技术是没有价值的。”杨超斌对记者说。

  他认为,新的一代技术必须要满足几个基本条件:第一,要给整个社会带来一些新的应用,提升整个社会的经济社会价值。第二,对于消费者来讲,必须要消费者能够享受更好的服务,以更低的成本享受更好的服务。第三,还需要各个大学、各个研究机构以及各个公司的共同协作。

  “现在我们也在持续加大对全球各个大学、教授,对未来探索方面的资助,希望通过这些教授研究能够产生新的一些基础领域的创新。这里面资助很多项目,也许成功的项目概率不是那么高,但是为了未来我们必须做出这样的决定。”杨超斌对记者说。

  童文补充道,华为的研发投入过去五年不断增长,其中约80%的钱投入到产品各方面,包括产品核心技术、产品工程开发,还有接近20%到30%投入到三五年以后或者五年以后探索性的基础研究。公司内部也有讨论,这个投资金额可能还会增长。

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