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

當今的智能手機往往涵蓋采用不同技術的多個無線傳輸過程：從2G到5G、Wi-Fi和藍牙，以及支持多個頻段的天線。優化這些無線傳輸，需要深刻理解手機內復雜的射頻(RF)系統——而這正是高通公司(Qualcomm)技術副總裁呂林大顯身手之處。她在高通Smart Transmit技術方面做出了開創性的工作，利用先進技術智能管理多個天線組的發射功率，從而大大擴展網絡覆蓋范圍，提升上行速度并降低時延——這對于滿足人們對當今5G終端和網絡的高度期待尤為重要，而這一切都是在確保終端符合監管要求的情況下實現的。

最近我們采訪了呂林，談到了Smart Transmit技術背后的靈感，并了解了她作為工程團隊主要負責人，所做出的最大創新是什么。

Q：您大部分的工作集中在電磁干擾(EMI)和射頻(RF)傳輸方面，為什么會選擇專攻這些領域呢?

A：1996年，我作為無線認證工程師開始了在高通的職業生涯。我先是在商用基站部工作，后來轉到手機部從事設計工作，確保高通正在開發的商用終端符合電磁干擾/電磁兼容性(EMI/EMC)的全部認證要求。我們的團隊專注于商用產品。

2006年，我開始與OEM廠商合作，負責確保他們的終端產品符合認證要求。隨著高通擴展到了新的技術領域，比如面向移動終端和車輛的無線充電系統，這要求我們開發新的方法，來評估這些無線充電系統的電磁干擾和射頻暴露，因為現有的認證測試程序還沒有確定下來。

大約在2010年，當5G被規劃出來時，我們發現了5G商用面臨的一項重大挑戰，即在滿足現有認證要求的同時，還要實現5G承諾的更高性能水平——然而，現有的射頻暴露評估流程將對5G新技術構成障礙。傳統的評估流程基于幾十年前的假設，即用戶設備(User Equipment，行業術語，指手機等設備)將始終以最大功率水平進行發射。基于這種最大功率假設的傳統認證流程已經使用了30多年。然而，在大多數情況下，用戶設備的發射功率遠不及最大功率，并且在本質上是“突發式”的——這意味著手機并非一直在發送信號。因此，這種傳統的評估方法過于保守。我們認識到，這將成為5G商用部署的障礙，尤其是在同一終端上使用多根天線同時進行發射的場景中更是如此。

因此，這激勵了我借助創新技術來開發用于射頻暴露管理的專業解決方案——所以這就是為什么我在高通專注于這個獨特的領域。

Q：您如何向技術專業知識有限的人解釋電磁干擾和射頻暴露的限制?

A：這很簡單，但也非易事。電磁干擾管理的存在，本質上是為了應對設備或終端之間的干擾。以手機為例，用戶不希望它們與電視等其他設備發生干擾。如果用戶開電視的時候，手機的通話質量突然變差了，那么這可能是由其他電子設備和終端之間的干擾造成的。采用射頻(RF)暴露監管限值，是為了弄清楚一臺設備可以安全地發射多少無線電能量——射頻暴露監管限值規定了所容許的最大上行鏈路發射能量，并由此最終定義了無線終端的最佳性能。優化射頻輸出，不僅有助于改善諸如上行吞吐量、時延和網絡覆蓋等功能，也能確保通話不中斷、流暢地下載視頻等。

注：電磁干擾和射頻暴露限值是全球各個市場規定的強制性要求。

Q：什么發現讓你在5G毫米波推出前五年就預料到了發射功率的限制問題?最終這些發現是如何影響5G毫米波技術的發展的?

A：傳統方法提出于20世紀90年代，是假設設備在100%的時間都以最大功率發射，由此便設定了一個靜態的功率上限。然而，5G是動態的。這意味著按照定義，上行鏈路的占空比可以從極小的比例上升到100%，并且工作頻率范圍可以從Sub-6 GHz一直覆蓋到毫米波。

如果我們假設一直處于最極端場景，那么由于這種通過靜態地限制上行鏈路發射功率來管理射頻暴露值的舊方法，5G網絡預期的性能要求將永遠無法實現。由此可見，我們需要突破。

在發現“頻段中大多數發射場景下的發射功率通常都與最大功率相差甚遠”這一現象后，我們意識到，按需支持高功率數據突發應該是可行的。于是，我產生了一個想法——實時優化上行鏈路性能，即：在低使用率期間保存能量并在有高功率數據流量需求時使用——例如在室內進行視頻或照片上傳。這讓設備能夠確保其在一定時間窗口內的平均發射功率不超過所容許的能量限值。就好比，在跑步比賽中，參賽者大部分時間都在慢跑，僅在需要時進行短時間的沖刺，但其平均速度是恒定的。這使得我們可以最大化上行鏈路的吞吐量，并釋放5G的全部潛能。

Q：您能解釋一下如何通過該技術提升上行速率并擴展網絡覆蓋嗎?為何如今移動設備中的天線符合射頻發射功率限值如此重要?

A：這非常重要，因為正如我先前提到的，這是一項強制性要求。如果不合規，產品就無法推出，所以這是第一位的。這些問題必須在所有終端上市前得到解決。這是必須的。

目前，如何通過該技術擴展網絡覆蓋并讓5G成為可能呢?Smart Transmit技術讓我們能夠動態地優化無線傳輸，這樣在需要更強的上行鏈路連接時，我們能夠順利接入，而大多數時間不需要它時，我們可以在給定的時間窗口內節省能量。這樣可以使連接更可靠，并減少掉線等。

Q：這似乎是移動技術領域中一個非常需要動手測試的工程環節——能告訴我們最初您是如何提出此類想法的嗎?是基于創新，或是遵從監管，還是兼而有之?

A：我認為是兼而有之。工程師就是要提出解決問題的想法。就我而言，一旦有了想法，我們就需要通過開發新的測試流程和測試用例來定義認證過程。這是因為，首先，這是開發新技術所需要的。其次，任何商用終端在投放市場前都必須證明其合規性。

一旦有了我們認為可行的技術，我們必須以它為中心，確保其符合現有的監管規定。為此，我們必須開發認證流程和測試用例——然后我們必須與世界各地的監管機構溝通，證明我們做了大量的驗證測試，并向他們展示我們的新思路切實可行。同時，我們必須與其他行業利益相關方合作，比如世界各地的標準化組織和商用測試設備廠商，將新的測試流程和測試用例標準化，供其他人遵循。

這樣我們有了此項發明，我們從技術開發開始，一旦完成開發，我們在符合監管要求方面就必須全力以赴，以確保技術在全球范圍內被接受，并通過合作伙伴實現商用。

Q：作為一名發明家，高通對您的工作有何支持?您如何形容高通的創新文化?

A：之前我談到過將發明變成現實，以及它為何需要多個職能團隊共同配合。就高通而言，從概念驗證到實現，再到被監管部門采納，最后到商用，你都可以看到團隊合作發揮的作用。我們得到了來自公司各個方面的支持——不僅來自認證團隊，還有系統工程師、軟件工程師、產品管理、各個本地和區域團隊、客戶工程團隊、測試工程師等等所有人的支持。這是必需的，我們需要得到整個公司的支持。我認為我們的成功是團隊合作的成功。高通是一家鼓勵每個人提出新想法的公司，而且它會為這些想法提供自由的空間與支持。

Q：最后，您對其他發明者有何建議?

A：根據我的經驗，有三條建議：樂享工作、堅持不懈和善于合作。樂享工作，自然會有積極性和創造力。然后，堅持不懈，有助于你提出好的想法并將其變成現實。最后，善于合作很重要，因為每個重大創新都需要多個團隊共同工作。我的團隊能取得如今的成績，離不開其他團隊的大量支持。

原文標題：高通發明家|呂林：以突破性的Smart Transmit技術優化5G上行速度和網絡覆蓋

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審核編輯：湯梓紅