高通技術(shù)公司工程技術(shù)高 級總監

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

現在人們已經(jīng)對現代蜂窩通信連接的高速度習以為?！诟咚賯鬏數谋澈髤s隱藏著(zhù)無(wú)數創(chuàng )新和花費大量時(shí)間的研發(fā)工作。高通技術(shù)公司工程技術(shù)高 級總監Kiran Mukkavilli博士親身參與相關(guān)工作，也了解其中的艱辛。他提出了正交頻分復用（OFDM）無(wú)線(xiàn)電波形的一些基本想法，這有助于如今深受我們喜愛(ài)和依賴(lài)的高速無(wú)線(xiàn)數據傳輸成為可能。OFDM是4G和5G的核心技術(shù)，也是現代無(wú)線(xiàn)技術(shù)最重要的領(lǐng)域之一。

Mukkavilli博士在高通工作近二十年，他的研究領(lǐng)域涵蓋3G、4G、5G和MediaFLO（高通的首 個(gè)移動(dòng)廣播技術(shù)），以及地面定位技術(shù)的多個(gè)方面。他領(lǐng)導整個(gè)高通技術(shù)公司的定位研發(fā)工作，目前正在從事5G Advanced相關(guān)研究工作，這將為6G奠定基礎。  

最近我們采訪(fǎng)了Mukkavilli博士，談到他在OFDM、MediaFLO領(lǐng)域的工作，以及6G最讓他興奮的地方。

高通技術(shù)公司工程技術(shù)高 級總監  Kiran Mukkavilli

Q在通信領(lǐng)域，我們經(jīng)常聽(tīng)到“OFDM”一詞。您能解釋一下OFDM究竟是什么嗎？

AOFDM (orthogonal frequency-division mulTIplexing)表示“正交頻分復用”。其基本想法是，通過(guò)巧妙的物理學(xué)方法和精準的定時(shí)，可以同時(shí)在相同通信鏈路中重疊多個(gè)不同的子載波或無(wú)線(xiàn)電波，并通過(guò)不相互干擾的頻率將其分開(kāi)。得益于這一革命性想法，從3G時(shí)代開(kāi)始的大規模擴展蜂窩通信網(wǎng)絡(luò )容量成為可能。OFDM成為4G和5G網(wǎng)絡(luò )高速通信的基礎，蜂窩基站和手機調制解調器利用經(jīng)OFDM調制的無(wú)線(xiàn)電波彼此通信。

Q您能分享一下您早期的OFDM相關(guān)工作嗎？它對當今的蜂窩通信有何影響?

A我剛在高通開(kāi)始職業(yè)生涯時(shí)就從事了這一項目，當時(shí)全世界都在關(guān)注從3G向4G過(guò)渡。曾有早期項目研究過(guò)OFDM，以及如何用它支持不同應用。當時(shí)我們正在研究如何在手機上實(shí)現移動(dòng)廣播，也就是向一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中的所有用戶(hù)進(jìn)行廣播。我們知道OFDM是可行的途徑，但有許多問(wèn)題要回答和解決。

在該項目中，針對在移動(dòng)無(wú)線(xiàn)系統中使用OFDM，我們開(kāi)發(fā)了一套系統的方法，并提供了解決多個(gè)基礎性挑戰的方案。例如，我從設計導頻信號入手，了解無(wú)線(xiàn)鏈路特性，包括信號傳播路徑的數量和每個(gè)路徑的強度，這被稱(chēng)為信道估計。實(shí)現良好且保持更新的信道估計對于在無(wú)線(xiàn)信道上支持數據傳輸的高速率非常重要，而導頻信號則用于估計隨時(shí)間不斷變化的無(wú)線(xiàn)信道。

我提出了基于周期性配置和在頻率和時(shí)間上導頻符號參差的導頻設計，這成為基于OFDM的4G和5G蜂窩通信系統中的基本結構。然后，我們在5G中進(jìn)一步擴展導頻設計，根據用戶(hù)環(huán)境和移動(dòng)性狀況，動(dòng)態(tài)適應導頻模式——例如，用戶(hù)是在人行道上慢慢行走，還是乘坐汽車(chē)或火車(chē)等高速交通工具。這絕非易事，但高通經(jīng)常攻克這樣的難關(guān)，我們齊心協(xié)力，最終成功解決問(wèn)題。

QMediaFLO是您在高通的早期項目之一。您可以向我們介紹一下這個(gè)項目嗎？您從中學(xué)到了哪些后來(lái)對您職業(yè)生涯有幫助的技能？

A我在職業(yè)生涯開(kāi)始時(shí)遇到的第 一個(gè)項目，是一個(gè)極為理想的項目。MediaFLO是高通全面設計并實(shí)地部署的移動(dòng)廣播技術(shù)。大約每六個(gè)月左右，隨著(zhù)項目進(jìn)入設計、原型化、測試、對接廠(chǎng)商、合規等不同階段，我就會(huì )有不同的身份，這也是我首 次接觸地面定位領(lǐng)域。

這個(gè)項目的基本想法是，我們也可以將OFDM廣播信號用作增強GPS定位的一種自然方式。定位增強的直接應用，可以是Uber司機想在市中心找你，但GPS定位卻因高樓大廈而遇到困難。為了實(shí)現這一想法，有許多挑戰要克服，如信號干擾、定時(shí)偏差和多路徑信號衰減等。最終，我們找到了將上述全部約束條件考慮在內的解決方案，它成為4G和5G定位的前身。這個(gè)項目教會(huì )了我如何把控此類(lèi)大項目所涉及的各方面因素，以及如何適應各種挑戰。

Q對于5G Release 18和展望6G，您對哪些用例感到最興奮？

A對于5G Release 18，在這一階段我們開(kāi)始將一些面向6G的構建模塊組合起來(lái)，包括面向無(wú)線(xiàn)的人工智能/機器學(xué)習(AI/ML)、子帶全雙工和無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)(passive IoT)，這令人非常興奮。我們還將研究智能表面，我們可以修改周?chē)沫h(huán)境并讓其有利于滿(mǎn)足我們的需要。我們可以說(shuō)，“發(fā)射機在這里，用戶(hù)/接收機在那里——環(huán)境應該呈現何種形式，才能讓兩者之間的鏈路能夠實(shí)現最 佳效果？”這將是頗有吸引力的6G設計范式。

Q您對學(xué)生或其他大有前途的發(fā)明 者有何建議？

A我的一位教授以前經(jīng)常告訴我，對項目盡早投入時(shí)間和精力非常重要，這樣會(huì )全面了解問(wèn)題，并確切地知道你在解決什么問(wèn)題。這在當今工作環(huán)境中更為重要：每天我們遇到如此多需要解決的問(wèn)題，這很容易稀釋我們的關(guān)注重點(diǎn)。但是我們可以每次選擇一個(gè)問(wèn)題，讓問(wèn)題占據你的全部精力，再竭盡全力解決問(wèn)題。  

審核編輯：湯梓紅