Qualcomm博客

看Lola Awoniyi-Oteri博士如何通过省电和移动性管理发明来优化5G体验

2021年8月12日

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欢迎阅读《高通的发明》系列专栏。在专栏中,我们将与一些拥有诸多发明的高通发明家一起分享他们的工作、由他们的发明带来的影响以及他们的灵感来源。

5G能够连接数百万蜂窝通信终端并支持无数应用,这些能力并非一夜之间实现。通过高频段传输数据,需要对能量和位置进行精确地计算,而在跨长距离和有大量信息的情况下更是如此。相较以往,现代移动终端体积更小巧、功能更强大;同时,在节能和连接管理上,也需要无线技术的突破与创新。提到5G省电和移动性管理,高通公司研发部门首席系统工程师Lola Awoniyi-Oteri博士对此了如指掌——正是她发明的多项技术推动了这些领域的突破。

Lola在尼日利亚长大,在美国获得了克拉克亚特兰大大学和佐治亚理工学院联合项目的电子工程学士学位。之后,她在斯坦福大学的相同专业领域获得了硕士和博士学位,并于2008年加入高通。

优化3G终端的省电效果是她来到高通后的首批任务之一。现在,Lola专注于5G毫米波终端的标准化、研究和开发,尤其关注移动性管理和能效等领域。她的专利和发明涉及广泛的领域,包括蜂窝网络和卫星网络的广域网技术以及蓝牙Wi-Fi局域网技术。Lola的发明在帮助降低能耗的同时,也为3G4G5G连接提升了网络移动性及移动用户体验。全球范围内,她拥有超过300项无线通信领域的已授权专利及专利申请。

为了更多地了解她的发明、她成为发明家的原因,以及她对如何成功的建议,我们与Lola进行了深入交流。

你从小就想要成为一名发明家吗?

实际上,我在成长过程中读到的一本书,让我一直想成为一名发明家。这本书的书名叫《有目标的人生》,作者是彼得·马斯特斯(Peter Masters)。这本书讲述了很多科学家和发明家的故事,比如迈克尔·法拉第,他提出的方程完美地解释了电现象,以及开尔文勋爵(热力学温度单位以其命名)和电磁学的重要人物詹姆斯·麦克斯韦。

我的父亲是一名电气工程师,这也是我对工程技术感兴趣的原因。我看到他在尼日利亚从事固定电话和无线通信系统部署工作,并见证了他所做的这些工作是如何改变社区、州乃至甚至整个国家的。当我读到这本书时,我了解到法拉第如何通过发现和发明从根本上改变了整个电学概念。看到工程技术和发明对人类产生影响,我备受鼓舞,因此更多地学习了关于技术的知识,并了解了如何使技术发挥其作用。

所以你会说《有目标的人生》一书对你的人生具有重大影响?

我想说,对我产生重大影响的首先是我的父亲,然后是这本书。作为一名电信工程师,我的父亲让我和姐妹们接触到他所研究的技术。例如,在尼日利亚,以前因为没有全国性的广播系统,每个州只能各自举办独立日庆典。在我六岁的时候,我父亲作为主管工程师,负责建设了首个全国性广播卫星系统项目,我很高兴能够近距离地观察项目进展。基于父亲的努力,系统开通之日,全国各地的人们可以同时观看来自首都的独立日庆典。当时我就知道,如果你真正了解了技术,那么你就能够借此做出真正的改变。而这一切仿佛就发生在昨天。

这些经历激发了我对科学和工程技术的兴趣,因此,高中时我最喜欢的科目就是物理。自然而然地,我在大学里念了工程专业,因为它能够让我应用自己在成长过程中学到的许多物理学原理,让我有机会融会贯通并拓展这方面的知识。

你会如何向别人解释你的专利和发明是如何帮助他们畅享5G连接的?

我的一些发明能够让终端用户在不牺牲电池续航的情况下享受5G带来的高速连接。一般来讲,5G终端利用Sub-6GHz或毫米波频段进行通信。毫米波频段提供更大的通信带宽,这意味着更高的数据传输速率和能够支持更多用户使用的网络;但是对于更大的带宽,人们会开始思考它需要多大的能耗。换言之,我们既想要利用更大带宽,但同时我们又希望终端耗电不会太快。这就是节能发明发挥作用的地方。

面对这项挑战,实际的问题是,我们应如何发挥5G毫米波优势,同时又让5G终端实现高能效?带着这个问题,通过利用终端设备如何与网络通信的知识,以及现有省电技术,我们可以开发出让5G终端实现高能效的不同方法。比如,某种省电方法可以确保终端无需一直监测控制信道,更具体地说,只需让终端在网络需要向终端发送消息时监测控制信道即可,这种情况下终端就无需消耗太多电量。其他方法还包括比如仅使用通信必需的资源。比如,当从网络接收数据时,一根天线可能足以支持通信,而无需激活终端上的多根天线,因为那样会导致消耗大量电池电量。通过研究并评估其中一些方法,我们可以一步一步地开发出有趣的创新性节能理念。

涉及5G毫米波移动性和能效相关的关键技术,整个发明过程是怎样的?

从一个想法到最终变为用户口袋中的终端是需要时间的,这个过程通常始于工程师开始思考5G毫米波领域需要解决的重要问题。我前面提到的节能理念就是一个很好的例子。我们希望利用毫米波频段的大带宽为新兴无线应用提供更高的数据速率和更大容量,但是,随之而来的问题就是这会消耗多少电量?我们应如何降低这部分成本?然后下一步就是要缩小问题范围,直至问题表述得以明确定义。从发现一个重要问题到定义问题表述的过程可能需要持续多年。

一旦问题被明确定义,我们就可以开始研究解决方案并不断完善,直至能够发现并证明一个或多个解决问题的可行方案。然后,我们会向相应的标准制定组织(SDO)提交选定的那个或那些解决方案,并开始与其他公司就采用哪个或哪些解决方案进行讨论并达成共识。在SDO框架内就定义无线技术特征的规范促成共识也需要几年时间,甚至不排除更长时间的可能。然后,产品团队会根据规范并打造相应的产品和服务。由此可见,从想法演变为最终用户可使用的终端,这个过程同样需要很多年。

在移动行业,从一代终端发展到下一代,大约以10年为周期。例如,一旦4G实现标准化,我们开始研究5G,大约10年之后5G才能成为现实。一代移动通信技术通常有多个包含新特性的标准版本,认识到这一点也很重要。例如,一旦5G的第一个版本(Release 15)实现标准化,对规范中的功能的进一步修改或增加,将在后续版本中获得批准。5G Release 16是在Release 15发布几年后推出的,目前我们正在从事Release 17的相关开发工作,并规划Release 18的特性范围。

高通的文化如何支持你发明和创造新的技术?

高通为员工进行发明和拓展创新想法提供支持。例如,在高通有很多无线通信课程,任何人都可以参与。如果你不熟悉5G或者希望深入了解有关5G特定领域的更多细节,高通提供了范围广泛的5G主题的课程。对于不熟悉发明或只是试图了解该领域的人,高通提供了大量资源让你尽快上手。

我喜欢高通的另一点是,我的同事们知识非常渊博。当我还在研究生院读书的时候,有一些概念,我需要花几个月的时间阅读教科书才能理解它们。而在高通,毫不夸张地说,在你办公室的走廊上就有专家,你可以走进他们的办公室,和他们聊20分钟,立刻就能明白问题或概念的核心所在。能够接触到这样的专家,确实会让你作为发明者的生活变得轻松。正如我前面所说,了解现状是拓展创新想法的一个很好的起点。

高通已经建立起了一个能够吸引专家的生态系统。公司有深入了解相关领域的专家,有从前端到后端、从后端到前端都了解规范的人,便于你掌握自己希望知道的任何5G知识。

高通的协作环境也很好。我提出的任何想法,都可以和团队共同研究。我们集思广益,把新的想法融会在一起,这是我工作中最有趣的部分之一。我们都在努力创造新的产品和服务,我真的很享受这种周围人才云集的状态,大家都是各自领域的专家,并且都对以创新来改变社会抱有使命感

你会给年轻发明者提出什么建议?

我记得在阅读《有目标的人生》时,发现书里描述的人都有很多项发明,当时我觉得噢,这不可能!现在,在经历了很多次发明的过程之后,我认识到真正重要的是,对特定领域感兴趣,投入足够的时间去了解现有的知识体系,并发现该领域内的重要问题。这些是你开始发明创造和提出创新想法所需要的要素。

一旦你提出了想法,就可以研究相关的方法来对它们进行评估。为此,高通有模拟和原型平台,你可以将一些想法付诸试验,并提出问题,这个想法有用吗?它有效吗?如果答案是否定的,那你就要回到原点,重新开始并完善你的想法,直到提出独特且坚实的想法。

这必定是一个漫长的过程,迭代的过程,不会一蹴而就。你最初的想法并不会总是可行的,但重要的是坚持下去。我真心相信,任何人都能够在特定领域进行发明创造,只要他愿意投入身心并且有兴趣花时间来了解目前的现状、问题所在、如何开始提出新想法,并发现切实可行的想法。

 

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