高通发明家：支持5G持续演进的技术基础是如何炼成的？

从2G、3G、4G到如今的5G，移动通信技术每隔一段时间就会发生新一轮的迭代升级。这些技术并不是凭空出现的，而是人们为了解决新出现的无线连接需求而推进的技术变革，背后凝聚着无数科学家、工程师们的心血。

现在是5G时代，相比前几个G，5G要具备更快的速率、更低的时延、更广泛的连接等能力，从而应用到千行百业，需要诸多创新技术作为支撑。例如，5G标准第一版本Rel-15引入了可扩展参数集，使子载波间隔不再局限于4G时代的15kHz，而是能够以2的幂次方乘以15kHz的方式扩展，从而支持更多的频段和部署方式，促进移动通信技术应用到更多领域。

参数集，其中△f表示子载波间隔

在最新完成的5G标准版本Rel-17中，毫米波频段扩展到52.6GHz-71GHz频率范围，而高通的5G NR可扩展子载波间隔 (SCS)方案可以支持将控制和数据信道的子载波间隔直接扩展到480 kHz和960 kHz，有助于毫米波更高效、灵活地应用到公共网络、企业专网等领域。作为这一技术的发明家，高通高级工程总监季庭方博士很早就开始研究让5G适用于智能手机以外更多终端和应用的技术与方法，他通过设计统一的子载波间隔指数扩展公式实现可扩展的参数配置，并以此来连接广泛多样的终端，让蜂窝连接可以以超高效率延伸至手机之外的众多行业。

高通公司高级工程总监季庭方

谈到可扩展参数集的发明过程，季庭方博士曾表示这用了几年时间，最初重点关注可扩展性，进入标准化阶段后发现了新问题，例如对于后向兼容，要让设计适应一些老旧技术，就需要增加一些特性，以适用于更多的用例。他同时谈到，最初设计5G的时候形成了良好的时域和频域的全面可扩展设计，但是最终形成标准的内容大约是设计的特性的一半。他认为这是值得的，因为最终实现了经济规模等益处。

可扩展参数集只是季庭方博士发明的突破性技术之一，他拥有800项专利，并且仍然在推进技术突破。他认为，如果所处的领域里大多数问题都已经解决，那么就很难再有新的发明。而高通处于无线通信前沿，在这家公司里，他们始终都在应对以前无人解决的问题。同时，高通拥有头脑风暴的文化，通过很多会议让人们思考和交流，碰撞出思想的火花，“这800项专利并非我一个人的发明，而是我们团队的成果，碰撞出思想火花需要一个致力于提出解决方案并形成专利的工程师团队。”

此次完成的5G Rel-17标准中，高通也贡献了诸多关键的技术发明，涉及扩展物联网(RedCap)、毫米波扩展、终端增强、非地面网络(NTN)、网络拓扑扩展等技术领域。例如，Rel-17引入了RedCap新技术，5G NR宽带设计可简化至5G NR-Light，其中，Sub-7GHz频段的带宽可缩减为20MHz，毫米波频段的带宽缩小到100MHz，而且5G物联网终端的接收天线也能从四根减少到一到两根，还支持更低的发射功率、增强的节能模式等节能技术。所有这些，意味着海量造价便宜、低复杂度的终端，例如手环、工业传感器等等，都能够以高效、节能的方式接入网络，实现万物互联的5G愿景。

而5G相关技术的进步及落地应用，需要产业链相关参与者深入协作。目前在5G终端方面，高通骁龙8系、7系、6系、4系等多系5G平台已广泛应用到各个价位段的智能手机，给消费者带来丰富的选择，同时，5G还被用于VR、汽车、机器人等其他终端形态。在物联网方面，高通与20多家中国领先企业联合发起“5G物联网创新计划”，持续将最新的5G技术扩展至广泛的物联网细分领域，并借力高通全球化5G解决方案开拓全球市场。Counterpoint最新发布的研究报告显示，今年第一季度全球蜂窝物联网模组出货量前三名分别为移远通信、广和通、日海智能，合计占据52.4%的市场份额，这些中国厂商均为高通长期的合作伙伴。

季庭方博士表示，通信本身是从一点向另一点传输信息，5G已经部分地实现了这样的效果。如果要利用电磁波做一些通信以外的事情，我们做得还不够。例如电磁波可用于实现无线感知、计算机视觉等，希望能够在感知环境、但不牺牲隐私的情况下，与影像技术形成互补，这些是可以在通信领域的下一个代际完成的事情。他认为，我们的社会中存在着一种反馈循环，在这个循环中，发明会带来更多的发明，而这些发明又在快速地改变着经济和社会，其核心是科技改变世界。