一個土耳其學者,如何助華為掌握5G的秘密?

2021.01.14 by
張庭銉
一個土耳其學者,如何助華為掌握5G的秘密?
華為
10年前,這位資訊科學家在研究上取得重大發現,華為從中摘取突破之處,試圖推動在市場落地,如今,它以5G的面貌呈現世人眼前,並成為世上最強科技力量之一。

在2018年華為深圳總部,數百位高層齊聚宴會廳,創辦人暨執行長任正非將金牌授予中東面孔的貴賓──這位土耳其學者叫阿利坎(Erdal Arıkan),他的研究成果極化碼(polar codes),不僅是華為掌握5G話語權的秘密,還是資訊科學的一大步。

1958年生的阿利坎,在土耳其西部長大,沒有走上爸爸的醫生事業,他從小就熱愛工程學與數學,「我喜歡精確的東西。」1977年就讀加州理工學院(Caltech)時,更點燃他對資訊科學的熱情。

資訊理論之父向農(Claude Shannon)1948年發表的《通訊數學理論》認為,每個頻道都有資訊傳輸的最大容量(capacity),在此極限之下,數據位元才能穩定無誤地傳遞,而迄今尚未達到的速度邊界,就稱為「向農極限」。

1958年生的阿利坎,在土耳其西部長大,沒有選擇父親的醫生事業,他從小就熱愛工程學與數學,「我喜歡精確的東西。」
Bilkent Üniversitesi

提出跨時代的極化碼,卻沒有一炮而紅?

1986年,阿利坎完成麻省理工學院(MIT)的博士學位後回到故鄉,任職於土耳其第一家私人非營利研究機構畢爾肯特大學(Bilkent University),協助建立該校的工程學院。而畢爾肯特校方始終支持他挑戰向農在論文中闡明的問題:資訊在高速傳輸的同時,如何克服編碼過程中參雜的雜訊(noise)?

 阿利坎注意到多年前俄羅斯資訊科學家在一篇簡報提及的問題,這成為他的靈感來源。2009年,他發表「頻道極化(channel polarization)」理論,在資訊領域造成轟動。

頻道極化理論認為,雜訊會從一組頻道轉移到另一個複製頻道,透過一系列遞迴的步驟,讓一組頻道幾乎沒有雜訊,而另一組雜訊很多,就好像雜訊被驅逐到北極,資訊得以在南極這個乾淨的頻道達到高效率傳輸。理論上,清除雜訊的頻道就可達到向農極限。

可惜這個大發現並未讓阿利坎成為家喻戶曉的人物,他自己也不認為極化碼具有實用價值,當時甚至沒有去申請專利。

同一年,華為最大的國際競爭對手、加拿大電信公司北電網路(Nortel Networks)破產,其渥太華實驗室負責人──童文成為各大企業爭搶對象,最終童文同意加入華為,條件則是讓童文「保留原團隊、原地做研究」。

頻道極化理論認為,透過一系列遞迴的步驟,讓一組頻道幾乎沒有雜訊,而另一組雜訊很多,就像所有雜訊被驅逐到北極,讓資訊在南極可以達到高效率的傳輸。
地球圖輯隊

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童文加入華為不久,即注意到阿利坎的極化碼論文。直到2013年,童文要求華為投資委員會資助5億美元於5G研究。童文回憶他們簡潔的決策過程,「非常簡單,只花了20分鐘」,資金很大一部分被押注開發極化碼技術。

在華為開發出應用該理論的軟體後,工作進入測試與迭代(iterating,重複執行的科學性操作),有數百名工程師參與其中。

幾乎同時間,華為首度聯繫了阿利坎,並進一步展開技術合作,「對我來說這是最好的模式,我依然保持獨立,他們則做任何他們想做的事。」其實在此之前,阿利坎曾向高通和希捷(Seagate)推薦極化碼,不過沒有下文。

如今,華為擁有極化碼相關技術2/3以上專利,近乎競爭對手10倍。2019年,阿利坎因極化碼獲得了電機電子工程師學會(IEEE)向農獎,這是資訊科學領域的最高榮譽。

這趟驚奇之旅,使阿利坎更尊重華為,他認為,5G與網際網路完全不同,5G就像當代的全球神經系統,「在網路時代,美國成為數家市值上兆美元企業的產地,而5G時代,中國將出現10間以上這樣的公司,華為與中國現在已經領先全球。」

本文出自數位時代320期2021年1月號《100微趨勢》全球掃描

責任編輯:郭昱彣

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