高通發明家 | 張曉霞：揭秘5G手機如何實現與基站高效通訊

作者：極客玩家001

高通發明家  | Qualcomm Inventors

歡迎閱讀《高通的發明》系列專欄。在專欄中，我們將與一些擁有諸多發明的高通發明家一起分享他（她）們的工作，由他（她）們的發明帶來的影響以及其靈感來源。

你會在智慧手機上與朋友和家人通話嗎？會在超市排隊結賬時抽空瀏覽社交媒體嗎？會在乘地鐵上班時看影片嗎？如果答案都是肯定的，那麼高通技術公司的發明家張曉霞博士對此功不可沒，她所做的工作讓這些事情（以及其他眾多應用）成為可能。

2002年在俄亥俄州立大學獲得電子工程博士學位後，張曉霞加入了高通，她主要研究3G、4G和5G系統設計的關鍵領域。目前作為高通公司高階技術總監，張曉霞領導工業物聯網開發、共享/免許可頻譜和5G開放式RAN的研究專案。她擁有2500多項授權專利，是高通成果最多的發明家之一。

最近我們採訪了張博士，瞭解了她對高通的創新文化、3G/4G/5G研發工作，以及她手上的工業物聯網專案的思考。

Q

您從小就想成為一位發明家嗎？如果不是這樣，是誰或哪件事啟發了您？

A

在加入高通之前，我並不知道自己想成為發明家，但這裡的文化對我來說一直都是一種巨大的鼓舞。當我開始在這裡工作時，我們正處於3G研發的最後階段，並且正在向4G過渡。在那段時間裡，我與馬德嘉（Durga Malladi）博士一起工作，他現任高通技術公司高階副總裁兼蜂窩調變解調器和基礎設施業務總經理。他是我的領導，給了我很多的指導和支援；透過觀察他的做事方式，我學到了很多。這促使我練就了發現問題並提出解決思路的能力。

Q

您的工作重心一直圍繞手機和其他終端用於與蜂窩網路通訊的協議，您能解釋一下其中的原理嗎？

A

現代無線通訊涉及許多不同的終端和各種使用場景，非常複雜。我們可以透過一個宏觀的、一般性的類比，來說明終端間如何進行通訊。為了與蜂窩基站通訊，你的手機首先需要傳送一個所謂的排程請求。可以把基站想象成一位老師，他正處於一個滿是學生的教室裡，而你是正要舉手發言的學生。基站聽到你的請求後，會告訴你可以在何時何地傳送資料，以及可以持續多長時間——正如老師會基於請求按順序叫學生。基站也會詢問手機通道的狀態如何——基本上是瞭解使用者周圍的網路環境，以及訊號來回傳送的清晰度——接著確認反饋，用來詢問手機聽到和理解所傳送資訊的情況。

每次連線都需要這三種訊號，以便最佳化網路中進行的所有不同會話——但總是從每臺手機單獨傳送每個訊號確實效率很低。因此，為了幫助解決這些複雜的通訊挑戰，我提出了一個叫做“同時傳輸聯合編碼”的想法，即在編碼的同時傳送關鍵資訊，使系統儘可能高效地執行。該系統使手機能夠連線網路，快速且高效地分享人們用於影片通話、流媒體和網路瀏覽等產生的大量資料，它是進入4G和目前5G核心的真正基礎性技術。

Q

目前您正領導高通在工業物聯網領域的研發專案。您能告訴我們此項工作涉及的內容和專案目標嗎？

A

現在，大多數行業都高度依賴有線連線，尤其在工廠等領域。線纜隨處可見，這使得每次需要調整、改變工廠生產線，或是製造新產品時難以進行系統升級。我們努力讓5G連線在工業應用中和有線連線一樣強大，具有超高可靠性和低時延，並在工廠車間更具靈活性和更易重新部署的額外優勢。這是真正的前沿技術所要達到的目標。

Q

您能談談關於6G，您感到最興奮的是什麼嗎？

A

在關於6G的初步討論中，人們正在討論的是那些已在5G中起步並且可能在6G中得到增強的用例。例如，想辦法利用網路為使用者提供有關周圍事物的實時資料。這能夠切實幫助工廠快速確定機器或流水線的佈局。許多無線研究貫穿了這樣一個核心：迭代和改進現有技術以滿足新需求並提高效能。

Q

您在2002年博士畢業後就開始在高通工作。您認為在這段時間裡作為一名發明家的內涵發生了哪些變化呢？

A

我覺得最大的區別是，我們所研發的技術得以應用的領域發生了變化。一開始，3G和4G支援手機協議和網路的執行。邁入5G時代，我們目睹了它如何擴充套件進入多個垂直領域——引入使用未許可頻譜、工業物聯網用例等。它不再僅僅涉及建立手機協議，現在人們有很多用例和問題要解決。

Q

您對其他發明者有何建議？

A

要用敏銳的目光發現問題並與他人討論，把問題說出來有助於理清頭緒。此外，別人的觀點可能幫你更全面地理解問題。最重要的是，要想成為好的發明者，你需要有好的合作團隊。一切的核心就是解決問題——並且是團隊合作一起解決問題。