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无极主管专啃“硬骨头”

点击: 次  来源:未知 时间:2019-12-29

    如果无极主管把人的知识面比喻成白纸上画的一个圆圈,那么从小学到本科的教育可能是一个不断扩大圆圈面积的过程,博士教育则是在圆圈里对准一个点,深凿下去,培养锲而不舍、精益求精的锥子精神。
  一把锥子就能凿出一条路,更别说一个集齐了几十把锥子的团队,威力可想而知——有突破口的地方向前推进,没有突破口的地方,就算是百米岩石也要想办法凿出一个口子来。
  在5G MIMO(multiple-input multiple-output,多入多出技术)领域,就有这样的一支博士军团。尽管人员分布上海、北京、成都三地,但只聚焦一个点——多天线技术。这是5G系统提升频谱效率、系统容量最关键的技术。
  三支横跨三地的博士小分队专啃这块“硬骨头”,不但提出了多项原创技术,还推动这些技术进入5G国际标准,凿出了各自的天地。

  
  上海小分队:一心只为更好的答案

  

  “我们渴望挑战,像‘狼人杀’这种极度烧脑的节目是最受欢迎的,同学们可以昏天黑地地杀个几天几夜。”上海小分队队长毕晓艳,博士毕业后就加入5G研究团队。谈起团队的特质,她给了这样的总结:“整个团队‘动如脱兔,静若处子’”,敢于挑战行业最高水平,一心只为更好的答案。
  手下十几个人几乎都是博士,怎么当好“博导”带好团队,毕晓艳认为,最重要是把每个人安排在合适的位置上,做最擅长的事,并关注每个人的动向,得意时泼泼冷水,失落时鼓鼓劲儿,迷茫时给点方向,及时激励。工作的时候拼命干,休息的时候撒开玩。正是在这种团队氛围中,很多灵感的火花也随之迸发,比如“非均匀码本”和“三级码本”的点子,就是来自两个年轻博士的思考。
  对于5G来说,天线越多,系统容量越宽,就像道路越多,车就可以在多条道路上并行跑。但是难度在哪儿?有些是大卡车,有些是小汽车,要让每辆车都达到最佳速度,需要很多复杂的设计。“码本”相当于导航,一辆车要开到某个目的地,需要规划最优路线,提供的信息越精确,花的时间就越短,速度就会越快。
  清华大学博士金黄平,性格内敛,酷爱挑战,身上总是有一股不服输的劲儿,要求他做到100分,他会尽力做到120分。转正之后,他接手的第一个任务是撰写码本仿真代码。分析了之前的type II码本后,他隐隐觉得“并不是最好的选择”。为了找到最佳方案,他把自己关在实验室里,熬了几天几夜。除了调试仿真设备,计算各种比值,想到点什么,就把导师尚鹏拉过来一起讨论,小鲜肉愣是熬出了熊猫眼。
  “为啥这么拼?”
  “没什么,就是想找到答案。”
  毕晓艳对他的“走火入魔”并不意外:“这些博士都有一股子狠劲,不出精品不罢手,就要给他们硬骨头啃!”虽然这么说,但看到他们每天总是很晚下班,她又很心疼。
  经过无数次仿真和调试后,金黄平发现了一个新的思路——非均匀码本。打比方说,要保证5个车道一小时之内通过的车最多,如果只是用一套标准,告诉每辆车前方限速80公里/时,并不能发挥最大潜力。但如果让大卡车跑在限速60公里/时的车道,小汽车跑在限速100公里/时的车道,把车道定义得更精确一点,整体通过效率就会高很多。非均匀码本设计思路巧妙, 大幅提升了码本性能和精度,提交给3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)后,很快在5G国际标准中被采用了!
  对于最佳答案的追求没有止境。此时,清华大学电子系的博士王潇涵被调到了MIMO组。别看这个白净的小胖子说话不多,温和低调,但做事靠谱、特有韧劲。他和金黄平不断交流码本的设计方案,碰撞出了一些新的火花。经过不断演算,王潇涵提出了进阶版的方案——三级码本。
  这个方案就是,5个车道的车开出后,后面的车自觉地跟着前面的走,不需要再告知其方向等信息,比起之前的方案更为智能,有非常不错的增益。虽然只是一个初步结果,但大家都异常振奋,互相吆喝着“火锅走起,庆祝一下”。
  但在接下来的仿真分析中,团队成员却指出了一个潜在问题:这个方案确实好,对性能提升有很大帮助,但算法处理的复杂度很高,付出的代价太大了!
  对于原本信心满满的王潇涵来说,这无疑是一盆兜头而下的凉水。他一言不发,呆坐在一旁。过了一会儿他走过来,平时淡然的神情不见了,红着眼跟大家说:“我不服!”
  有什么办法可以降低算法复杂性吗?他不断翻论文、查找资料、找牛人讨论,团队里的其他人也一起想办法,把之前的研究过程重新推演了一遍,终于找到了解决之道——针对不同频带的特征向量做相位校正。增加了这样的校正,新的码本算法的复杂度明显降低,而且维持了先前的性能增益。
  有惊无险!这个码本方案在3GPP会场特别受欢迎,相位校正算法也成为其他公司最感兴趣的交流议题之一。
  其实,码本设计的终极目标是用最小的代价实现最高的反馈精度,这条路注定没有尽头。然而,这却让这群年轻人兴奋不已,因为他们永远都可以找到更好的答案。
  “每一步虽然艰辛,但是至少我们用自己的方式证明了对技术的坚持”。

  北京小分队:真理在“争吵”中越辩越明

  而对于北京小分队来说,让参考信号的序列发挥最大潜能,是他们很长时间以来“死磕”的问题。
  “路上是不是会堵车?天有没有下雨?可以派出一支侦察兵去探路,这就是参考信号发挥的测量作用。偏离了正常的路线怎么办?这也需要参考信号的序列发挥纠偏的作用。”曲秉玉努力用打比方的方式,解释北京小分队专业的研究课题,“某种程度上,像路标一样”。
  作为一个1998年就加入公司的博士,曲秉玉长期在参考信号领域深耕,持续不断地深入研究,如常春藤般时常带来令人惊喜的产出。20多年来,他见证了越来越多的华为方案在3G、4G、5G的国际标准里运行着,其中关于参考信号的序列,就有大量的关键技术进入国际标准,在专利谈判中发挥重要的作用。“厚积才能薄发,我们之所以能在这个领域取得一个又一个突破,都是站在前人的肩膀上,基于历史的技术积累。”所以,作为团队里的专家,他特别希望通过“传帮带”,把技术更好地传承下去。
  他说,和年轻人在一起,“很吵,但也很开心”。每天走进北京华为大厦5楼的办公室时,他总会听到激烈的争论声。对某个结论存在不同意见,一个博士会转身在白板上写推导,其他人就盯着看、追着问。在他们眼里,技术本身是最重要的,通过技术本身的分析和验证,可以达成技术上的共识。大家平时为了技术会争吵得面红耳赤,反驳起他来也是毫不留情。所有人都认可一个原则:反对意见永远是受欢迎的。如果有道理,可以借机改善,如果没有道理,真理也会越辩越明。“我们就需要这样浓烈、开放、分享、互相激发的技术氛围”,曲秉玉说。
  低PAPR(峰均功率比)参考信号序列是北京小分队最新的一个研究任务。它能让参考信号这个“侦察兵”,隔着很远的距离探测到信道的信息,但是探测的准确度却可能有损失。
  鱼和熊掌不可兼得?得益于这些年的积累,曲秉玉敏锐地发现,虽然时域序列可以降低峰均功率比,但是其频域不平坦特性反而会降低性能,因此在序列设计过程中需要综合考虑其频域平坦度。
  这支小分队不断讨论、设计、仿真、分析结果,再讨论再设计,一步一步修正设计,优化算法,达到性能的最优。在克服了一系列困难后,通过仿真实验找到了完美序列——既满足低PAPR,又要保证频域平坦性,同时还满足小区间序列低互相性。在该方案适用场景下的性能非常好。
  说到这个令人激动的突破,曲秉玉难掩喜色:“对于年轻人来说,最需要的就是信任,给他们发挥自己聪明才智的机会!”
  2019年4月22日,频域平坦度这个序列设计准则被最终写入了5G国际标准相关文档。消息传来,一向严谨的博士们也吹起了“大牛”:
  “5G时代留下这一笔,以后可以吹牛了!”
  “等娃长大的时候,可以跟他们说,你现在随时随地玩AR、看8K电影,也有你爹的功劳!”
  ……
  作为兵家必争之地,各个公司在5G的重点课题上都进行了长期和巨大的投入,在这场艰苦卓绝的比拼中,能够以主创者的身份定义新的标准,是多少人梦寐以求的事啊!
  
  成都小分队:初生牛犊不怕虎
  


  成都小分队是一支以年轻博士为主的小分队,集中负责5G高频的研究、标准和原型验证。20人中,十几个都是博士,全是来自电子信息领域的顶尖高校,平均年龄30岁左右。虽然很多人毕业不久,没有多少工作经验,但有很好的理论功底、科学的思维和方法论,更重要的是具有不惧挑战、勇往直前的精神。这些特质让他们迅速蜕变为一支快速反应、敢于亮剑、敢打胜仗的特种小分队。
  高频在普通民用移动通信领域是未曾大规模使用过的,如果要在5G里商用,需要克服大量的挑战。“5G高频相当于高速隧道,路面本身已经很宽了,我们需要做的是及时地把距离最短或者用时最短的路线找出来,并且把隧道里的路面修得足够平整,让数据可以在高速隧道里自由跑起来。”成都小分队的队长、毕业于香港科技大学的博士张希笑着说,“我们就是传说中的‘超级马里奥’,不怕苦不怕累。”他长着一张娃娃脸,说话很幽默,谈起技术更是热情高涨,逻辑清晰。
  张希口中的“隧道”指的是从基站到终端之间的无线通信链路。和4G、低频的一个重要不同点是,5G高频的这条隧道,需要同时从两端往中间挖。如果是上帝视角,这类似于两点连一线的数学题,会容易很多。但谁也不是上帝,终端不知道基站在哪儿,基站也不晓得终端在哪儿,也不确定周围的环境长什么样子,发生了或者将会发生什么样的变化。要及时找出距离最短或者用时最短的路线,就需要巧妙的设计安排以及基站和终端之间的密切配合,这本身就是一个系统工程。其次,在这个基础上,还需要打碎并运走拦路的“大石”,疏导可能造成危险的“积水”,把隧道内的路面修得平坦甚至光滑,保障高速隧道的稳定运行,这些都是这支小分队的研究课题。
  依托成都大部队从2012年开始的高频研究积累,并经过反复捶打后,成都小分队提出了波束管理和相噪导频设计的技术方案。但方案要进入5G国际标准中,才能在5G产品中商用。为此,张希参加了多场3GPP标准会议,但始终没有大的进展。
  他至今还记得,2017年10月到捷克首都布拉格参会时,已经是5G标准第一个版本成型前的倒数第二次会了。他紧张到手心冒汗:“我知道错过这个机会窗,后面的希望就小了。”一开始面对友商的封锁,他有点无计可施,但是经过充分的准备和耐心的等待,最终还是抢到了机会。
  标准之战不是一个人的战斗。标准代表在一线会场上和友商正面过招,研究团队在背后源源不断地为其输送弹药。有时候二三十家公司会提出上百种不同的方案,为了保证华为的方案能够从这么多竞争方案中脱颖而出,后方部队需要在最短的时间内,分析和评估所有提交的报告,摸清各家公司方案的优势劣势,然后各个击破。
  同时,5G高频是第一次在3GPP标准化,标准的制定和基站、终端的架构演进之间有着千丝万缕的联系,互相制约而又相辅相成。年轻博士们所具有的初生牛犊不怕虎的闯劲和打破砂锅问到底的求知欲,对促成5G高频标准化起到了重要作用。毕业于巴黎第十一大学的管鹏博士,已经不记得组织过多少个跨三个时区的技术讨论会议,修正和完善技术方案,提高标准竞争力,也不记得多少次半夜被无线、海思、终端等部门的同事呼进电话会议,探讨标准约束下的实现方案和超越标准的端管方案。这一切的努力,只为了再突破一个点,一个提升华为产品竞争力的控制点!
  由于5G高频的讨论分布于会议的各个议题,这支小分队需要在几个并行的议程中辗转腾挪,适应无分日夜的节奏。最终,凭借竞争力优势明显的方案,以及稳扎稳打、步步为营的战术,华为团结了一众可以团结的小友商,积沙成塔,推动形成“波束管理”和“相噪导频”这两个议题上的绝对多数意见,将华为主推的多套方案落入5G国际标准,在硝烟四起的标准战场上又一次生存了下来。
  
  同路人,一起改变世界
  所谓“博士军团”的价值,就是从横向、纵向拉通,组建小而精的高水平团队去啃“硬骨头”,快速攻关突破,引领战略领先。
  这两年来,公司一直努力营造更加宽松、自由的土壤和环境,充分发挥博士和高精尖人才的价值,吸引更多的同路人,一起改变世界,实现领先!5G MIMO博士军团只是其中的一个缩影。每个人才都有自己的专业领域,只有被安排在合适的位置上,才能发挥最大潜能;天马行空的想法,要变成真正可落地的技术,离不开主管的信任和引导;技术攻关失败风险高,短期内很可能没有突破,需要更科学的评价机制……
  “华为的平台很大,机会也很多,对任何学历的人来说都有学不完的知识。”“无论成功与否,都希望被看到、被承认。”“喜欢团队简单纯粹的氛围,一起并肩作战,没有攻不下的口子!”他们说,一路走来,彷徨过,心酸过,失落过,但当每一个目标实现的时候,那种激动和喜悦却是由心而发、情不自禁的,那些熬过的夜、流过的泪,那些走过的弯路、遭遇的挫折,都充满了意义!

部分网友回复——
  小确幸呀:
  看到这些新鲜、充满活力的面孔,就觉得充满了希望,5G加油!
  
  通信的灵魂:
  博士军团的理论功底在5G研究中能够凸显优势,这么多年轻而又充满活力的面孔中,不知有多少天才少年啊!
  
  科学精神:
  所以关键还是用人啊,真的能根据每个人的特质安排工作,这个主管应该打A。
  
  神马裁缝双非议:
  标准战场的厮杀,“残酷性”毫不亚于在一线竞标,都是没有硝烟的战场。都是公司的英雄!
  
  星空守望者:
  感谢分享这些核心技术中的小故事,这些故事才能让人理解华为5G多厉害!比指标没感觉,有故事更生动!
  
  金果饮:
  
无极主管最关心的是速率,5G要比4G时代有明显的提升,就是频谱效率要有明显的提升,MIMO技术大有可为,博士如果能做到理论和实践结合起来,不是只做论文,就会有更多的产出和收获。