文/吳柯
吳柯,加拿大皇家科學(xué)院和工程院兩院院士,IEEE會(huì)士,加拿大蒙特利爾大學(xué)工學(xué)院電氣工程系終身教授
我來自加拿大,擔(dān)任IEEE國(guó)際微波理論與技術(shù)協(xié)會(huì)主席和NSERC華為未來無線技術(shù)研究主席。今天我們主要討論“無線”的未來,這是非常熱的話題。如今,全球高科技的研發(fā)趨勢(shì)是非常令人鼓舞的。過去十年,研發(fā)投入不斷攀升,主要研發(fā)項(xiàng)目受到四大因素驅(qū)動(dòng):第一來自全球趨勢(shì),無論是市場(chǎng)趨勢(shì)還是生活方式趨勢(shì),各種各樣的趨勢(shì)都加大了人們?cè)诟呖萍碱I(lǐng)域投資的興趣;第二來自中國(guó),中國(guó)對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)有濃厚的興趣,進(jìn)行了大量投資,包括政府投資,半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)成為投資的熱點(diǎn);第三來自一些顛覆性的技術(shù)進(jìn)步,例如,幾年前石墨烯就吸引了大量政府投資,尤其是來自英國(guó)的投資。無論是對(duì)英國(guó)還是對(duì)歐洲,石墨烯都是非常熱門的研究課題;第四來自無處不在的連接,這是受到物聯(lián)網(wǎng)的推動(dòng),實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的連接。
全球電子行業(yè)也是方興未艾,因?yàn)槲沂请娮宇I(lǐng)域的工程師和科學(xué)家,不僅僅看傳統(tǒng)的電子工程學(xué),也看當(dāng)前的技術(shù)領(lǐng)域,其實(shí)每一個(gè)人都能看到虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的發(fā)展與應(yīng)用,這已經(jīng)成為熱點(diǎn)話題。人工智能更是非?;?,幾乎是每個(gè)人掛在嘴邊的熱門詞匯。
我們經(jīng)常講廣泛的覆蓋率、區(qū)域的覆蓋率、全球的覆蓋率以及不同的網(wǎng)速,網(wǎng)速的不同也就決定了無線網(wǎng)的類別不同,現(xiàn)在我們講的5G,在5G之前的2G、3G、4G,都是以網(wǎng)速定義的。物聯(lián)網(wǎng)就是關(guān)于連接的,這將會(huì)顛覆我們未來的生活?,F(xiàn)在我們經(jīng)常會(huì)講手機(jī),尤其會(huì)談智能手機(jī),但是當(dāng)前的手機(jī)還稱不上智能手機(jī),只能算是移動(dòng)通信瀏覽設(shè)備,未來真正的智能手機(jī)將會(huì)幫助大家擁有一個(gè)非常得力的個(gè)人助手。如果突發(fā)心臟病,智能手機(jī)將會(huì)馬上告訴系統(tǒng)并幫你呼叫急救?,F(xiàn)在5G近在眼前,5G網(wǎng)絡(luò)不僅僅局限于通信,還覆蓋廣泛的系統(tǒng),新一代無形系統(tǒng),這樣的系統(tǒng)可以幫我們實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。
5G對(duì)我們來說意味著什么?不僅僅是通信,是超越通信的,打造新一代的無線網(wǎng)絡(luò),包括傳感等。5G一共有三大參數(shù),或者三個(gè)核心指標(biāo)。首先就是性能指標(biāo),主要講寬帶系統(tǒng),必須要高速。5G也需要幫助我們實(shí)現(xiàn)新一代的連接,即連接一切。連接已經(jīng)像空氣、水一樣寶貴,這樣的資源非常珍惜,所以效率至關(guān)重要。
如果我們的手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)5G,達(dá)到如此高速,就會(huì)消耗很多能量,手機(jī)可能很快就沒電了,所以我們要提高能效,因此要來講一下各種效率。較低的延遲就意味著需要做更快的決策,決策將會(huì)超越通信,再加上一些傳感系統(tǒng),可以幫助系統(tǒng)變得更加智能。連接效率即怎樣更加有效地連接,怎樣讓數(shù)據(jù)高效溝通和轉(zhuǎn)換,包括打包效率以及存儲(chǔ)效率。在人機(jī)界面,安全效率也是非常重要的,因?yàn)闀?huì)涉及我們?cè)鯓痈影踩厥褂脭?shù)據(jù)。當(dāng)然還有智能效率,因?yàn)橹悄軐?huì)成為我們無線通信網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。這也是為什么我認(rèn)為5G網(wǎng)絡(luò)本身是超越通信的。我們講到無線通信一般要涵蓋以下幾個(gè)因素:第一是數(shù)據(jù)通信;第二是無線參數(shù)傳感,比如遠(yuǎn)程傳感、遠(yuǎn)程圖像傳感等;第三就是無線供電。
再來看一下無線連接以及多功能應(yīng)用,基于剛才這些參數(shù)我們將會(huì)擁有大量的功能。當(dāng)前所使用的功能非常有限,只使用了數(shù)據(jù)溝通和數(shù)據(jù)通信。但是在未來十年,將會(huì)有大量的功能和應(yīng)用,多功能系統(tǒng)將會(huì)成為現(xiàn)實(shí),會(huì)幫助我們更好地去使用無線網(wǎng),如無人駕駛。智能城市將會(huì)成為下一代新的政府規(guī)劃圖景,我們要去思考在整個(gè)城市中建立起真正的無線智能系統(tǒng),還要包括個(gè)人應(yīng)用,例如可穿戴設(shè)備、治療醫(yī)療設(shè)備、治療醫(yī)療體系等,這些都將成為智能無線系統(tǒng)的應(yīng)用潛力所在。
隨著無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善,將會(huì)帶來無限的可能。若要夢(mèng)想成真,我們要基于基本的科學(xué)事實(shí)和基本的科學(xué)進(jìn)步,不同的流程和不同的技術(shù),需要進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)?,F(xiàn)在我們經(jīng)常講人工智能,主要是在談軟件人工智能,但實(shí)際上基于軟件的人工智能發(fā)展還是過慢了。如果需要進(jìn)行真正高速、低延遲的利用,我們還可以推動(dòng)基于硬件的人工智能。在這方面我們需要不斷協(xié)力合作,我相信這個(gè)領(lǐng)域?qū)?huì)成為非常重要的研究新方向。
我們經(jīng)常講5G,還在講B5G以及Wi-Fi機(jī),這也是新一代的Wi-Fi,此外我們還會(huì)講5G的未來6G,相信我們的未來將會(huì)是豐富多彩的。智能物聯(lián)網(wǎng)其實(shí)會(huì)涵蓋連接性、多樣性、互操作性。基于軟件的人工智能主要關(guān)于智能運(yùn)營(yíng)、數(shù)據(jù)挖掘以及分析,而多功能將會(huì)把不同的無線設(shè)備整合起來,包括可以幫助我們更好地進(jìn)行無線通信和無線供電。最后一個(gè)目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)基于硬件的人工智能,這將會(huì)成為重要的推動(dòng)劑,尤其是在未來50—100年當(dāng)中重要的目標(biāo)。
其實(shí)一個(gè)新的技術(shù)產(chǎn)生,在開始階段非常新穎,在整個(gè)發(fā)展過程中逐漸成為主流,隨著時(shí)間的推移會(huì)被越來越多的人采納,但是當(dāng)達(dá)到了峰值后就會(huì)逐漸開始下降,人們的熱情也會(huì)開始冷卻。出現(xiàn)冷卻,其實(shí)已經(jīng)是到了比較穩(wěn)定的工業(yè)應(yīng)用的階段了,我們希望無線技術(shù)也會(huì)經(jīng)歷這樣的周期。新一代無線系統(tǒng),以及無線網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)都是要受到無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展技術(shù)影響的,希望大家都可以加入到無線網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動(dòng)的過程當(dāng)中!