未來無限，創(chuàng)造“無線”未來

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，中國對(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，尤其是來自英國的投資。無論是對(duì)英國還是對(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。人工智能更是非常火，幾乎是每個(gè)人掛在嘴邊的熱門詞匯。

5G：超越通信

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。現(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。

效率：推動(dòng)智能

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。

人工智能：“軟硬”兼施

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?；谲浖娜斯ぶ悄苤饕P(guān)于智能運(yùn)營、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！