【5G科學家】高通季庭方：5G正從智能手機擴展至萬物

過去的幾代無線技術實現了人與人的連接以及人與互聯網的連接，而5G將實現萬物互聯。然而，想要讓新一代無線技術超越智能手機的應用範疇，卻不能一蹴而就——這需要一些獨創性。高通公司高級工程總監季庭方博士發明瞭解決該問題的一項關鍵技術，為無數新終端和新行業應用5G鋪平了道路。

季庭方博士2003年加入高通並開始研究從CDMA過渡到OFDM（正交頻分複用，可以實現多載波傳輸）的蜂窩系統。在此後的十年時間，他取得了一系列技術突破，涉及多個OFDM和4G連接關鍵組件的設計、算法與標準。

其中，可擴展參數集是季庭方發明的最引人注目的突破性技術之一。2014年，他開始研究如何讓5G適用於智能手機以外更多終端和應用的技術與方法。他通過設計了統一的子載波間隔指數擴展公式實現了可擴展的OFDM參數配置，並以此來連接廣泛多樣的終端，讓蜂窩連接可以以超高效率延伸至手機之外複雜性頻譜的兩端——從超低功耗物聯網(IoT)傳感器，到超低時延高吞吐量的虛擬現實(VR)眼鏡。這大大地提升了5G硬件和工程效率，為5G快速擴展至那些尚未實現連接的行業創造了條件。

今天，季庭方博士繼續領導着高通公司最大的研發團隊之一，致力於實現最新的無線技術突破。他一方面仍聚焦5G，同時也在研究6G蜂窩技術。

為了更多地瞭解他的發明、他對未來無線通信技術的思考，以及如何能夠成為發明者，我們與他進行了深入交流。

當職業生涯開始時，你是否曾想過自己會成為擁有諸多發明的發明家？

“當從密歇根大學取得博士學位時，我知道自己將會從事一些有意思的工作。無線領域曾出現過眾多的技術進步。但對於發明，我確實沒想過自己有一天會擁有數百項發明。實際上，我父親曾擁有一項發明，當時我覺得非常了不起，我常想，‘我的爸爸太偉大了。他擁有一項自己的發明。‘如果那時你告訴我，現在的我擁有800項專利，那會讓我感到很震驚的。或者説，簡直不敢奢望。”

你如何看待自己保持的發明紀錄？

保持這樣的發明節奏，是綜合諸多因素的結果。首先，我很幸運地能在高通公司工作。高通始終處於無線通信的最前沿。如果你所處的領域大多數問題都已經解決，那麼就很難再有新的發明。但在高通，我們始終都在應對以前無人解決的問題。

其次，至少在我看來，與你合作共事的人很重要。在高通，我們擁有頭腦風暴的文化。人們可能會好奇，我們為什麼有如此多的會議，但正是這些會議讓發明的過程如此特別。它讓人們思考和交流信息，碰撞出思想火花。

最後，永不放棄。我是一個很執著的人。對我而言，成功也許不是常態，但只要你願意更進一步、做更多努力，那麼你總是可以學到更多。對於如何不斷髮明，這也是我能想到的最佳建議。順便提一下，我説到的這800項專利並非我一個人的發明，而是我們團隊的成果。正如我説過，碰撞出思想火花需要一個致力於提出解決方案並形成專利的工程師團隊，我為此倍感自豪。

可擴展參數集從構思到實現用了多長時間？

這用了幾年時間。最初，我們重點關注可擴展性。我們有近一年時間處於構思階段。當我們進入標準化階段，並與其他人交流我們的想法時，我們發現了新問題。因此，我們在已有框架的基礎上，又花了一年時間敲定最終細節。

例如，對於後向兼容，它意味着你還需要讓設計適應一些老舊技術。你需要增加五花八門的特性，真正讓其適用於更多的用例。起初我們在設計5G時，形成了擁有優美時域和頻域的全面可擴展設計——這些是我們從設計的角度出發需要考慮的維度。但最終，實際上形成標準的內容大約是我們所設計的特性的一半。

我們放棄了一些可擴展性，這是因為有時我們必須做出犧牲，以適應其他實際限制因素。但儘管你放棄了一些很純粹、很漂亮的設計，但最終實現了經濟規模等益處。這就是權衡取捨，這也是一個很漫長、很複雜的過程。

目前你對哪些其他通信技術感興趣？

通信本身是從一點向另一點傳輸信息。儘管5G已經部分地實現了這樣的效果，但如果我們想利用我們周圍的電磁波或信號做一些通信以外的事情，比如位置定位，我們做得還不夠。

你可以利用這些電磁信號來解決物理世界中的問題。這不僅是傳輸信息比特，也可以用來實現無線感知和計算機視覺。我們希望它能夠在感知環境、但不犧牲隱私的情況下，與影像技術形成互補。我認為，這是我們可以在通信領域的下一個代際完成的事情。

你對其他發明者有何建議？

你需要動手做，你需要大膽想。這兩件事有時相互矛盾，但對於發明，你確實需要兩者兼顧。如果你只是埋頭苦幹，那你可能會忘記大局，可能會陷得太深。但如果你只是空想，將會過於膚淺，無法做出任何實際的東西。

對於發明家，我鼓勵每個人都要有一套比較平衡的方法，不要害怕動手實踐。在我們這個領域，大家做模型、搞模擬，並根據需求花費大量的時間敲代碼。但你也需要自問，“我在解決什麼問題？"，“它確實是需要解決的問題嗎？“如果某一領域已經存在足夠多的解決方案，那你可能需要尋找不同的領域來探索。

有些年輕人對科學、技術、工程和數學(STEM)領域感興趣，並且好奇成為發明家會是什麼樣，你會對他們説什麼？

有時候我會思考應該對我的孩子們説什麼。我有兩個女兒，她們有時問我，“我長大了應該做什麼？“我無法給出合適的答案。每個人都是有着不同喜好的獨特個體，喜歡和討厭不同的東西。但在我看來，科技的確在改變社會。回顧過去的100年，人類取得了巨大的進步。我們的社會中存在着一種反饋循環（feedback loop），在這個循環中，發明會帶來更多的發明，而這些發明又在快速地改變着經濟和社會。其核心是科技改變我們的世界。

年輕人經常説，“我感到無聊”。而總的來説，科技領域永遠都不會讓你覺得無聊。每天都有新問題需要解決，如果你是一位發明家，那麼你就要嘗試創造新發明。如果你是小孩子並且想避免無聊，那就來學習科技吧；當你65歲時，你仍然會繼續在科技領域鑽研。有很多比我年長的同事，他們一直在堅持學習新東西。我們總在討論令人興奮的新問題和新解決方案。科技確實是值得你畢生專注的領域。