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口述历史:Andrew Viterbi

时间:2019-07-22 00:26:51

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口述历史:Andrew Viterbi

Andrew Viterbi, an oral history conducted in 1999 by David Morton, IEEE History Center, Piscataway, NJ, USA.

/Oral-History:Andrew_Viterbi

维特比在麻省理工学院获得学士和硕士学位(1957年),在南加州大学获得博士学位(1962年)。他曾在喷气推进实验室JPL(1957-62)从事卫星扩频技术制导系统的工作。他在数字通信方面进行了理论和实践工作,出版了《相干通信原理》(1966年,关于锁相环及其在模拟和数字通信中的应用)和《数字通信和编码原理》(1973年),特别是卷积码的维特比算法(1966年完成,1967年出版)。从1963年到1960年代后期,他在加州大学洛杉矶分校任教,然后从Linkabit(由他和其他教授共同创立)的兼职咨询工作转为全职工作。该公司为军队提供数字、无线、扩频通信技术,具有纠错和抗敌对干扰的能力。Linkabit于1980年被M/A-COM收购,后者于1985年将其资产出售给其他公司。Linkabit的技术包括VSAT,视频加扰(Videocipher)和用于武装部队的数字卫星(双向)调制解调器。Viterbi和Irwin Jacobs于1985年退出M/A-COM,并于同年创立了高通公司。高通公司开发了OmniTRACS系统,这是一种卡车用于定位和消息传递的双向卫星通信系统,其CDMA技术后来用于无线通信。高通还开发了供内部使用的Eudora电子邮件程序,后来在市场上销售。维特比最后讨论了政府对基础研发的支持是好的,对美国大学的赞赏,以及对美国高中的批评。

童年和教育背景

莫顿:讲讲你的童年吧。是否有任何影响使你走向工程职业?我也想听听你的教育情况。

维特比:我出生于1935年,1939年随父母从法西斯意大利移民到美国。我的家人离开意大利是因为所谓的种族法律是反犹太主义的,反对除所谓的雅利安种族以外的所有种族。我们在纽约市住了几年,然后在我六岁时定居在波士顿。我基本上走遍了波士顿所有的公立学校,从二年级到高中。我去了一所特别好的中学,叫做波士顿拉丁学校。它是美国最古老的学校,可以追溯到1635年。

莫顿:你当时懂英语吗?

维特比:我四岁时学会了英语,在幼儿园有点困难。当我在纽约市上一年级时,我已经非常流利了。我在波士顿从来没有遇到过任何困难。我不相信英语是第二语言,但我认为我们不必深入讨论这个话题。从我十岁的时候起,看着查尔斯河对岸,去麻省理工学院一直是我的梦想。我在麻省理工学院学了五年,获得了硕士学位。它现在是麻省理工学院电气工程和计算机科学专业的标准课程,但当时它是为企业合作学生保留的。麻省理工学院有一个培养计划,在五年内获得学士和硕士学位,并结合一年或者一年半的企业工作经验。为了兼顾工作和学业,课程可以在晚上进行。作为难民,我们当时经济有限,就我而言,这是理想的课程。我父亲是一名医生,但执业机会非常有限。

莫顿:你在哪里做你的企业工作?

维特比:在雷神公司。

莫顿:您是否从事过特定项目?

维特比:这是一个很棒的培养方案。我最初在半导体领域工作。在那些日子里,它是全新的,被称为晶体管部门。那是1954年。我参与他们所谓的通信设备,这是无线电链接和一些早期的电视和闭路电视。我实际上设计了一些电路。然后我去了与明尼阿波利斯的霍尼韦尔合资的部门,名为Datamatics。他们与RCA竞争制造一些非常早期的计算机。信不信由你,那时还是基于电子管的。我不喜欢硬件,但真的对软件很感兴趣。我写了一些诊断程序等等。这是一套相当广泛的任务。我不能说它对我后来的工业经历产生了巨大的影响,但它让我对工程学的全部内容大开眼界。

喷气推进实验室

莫顿:你于1957年去了喷气推进实验室(JPL)。

维特比:1957年硕士毕业后,我立即在当年6月去了JPL。那是Sputnik(前苏联研制发射的第一颗地球卫星)发射前三个月。我有幸参与了第一个成功的美国卫星计划“探索者一号”。对于我后来的经历和职业生涯来说,更重要的是,从我全职工程工作的第一天起,我就接触到了扩频技术。1957年,美国宇航局和太空计划都不存在。喷气推进实验室归加州理工学院所有,但根据与美国陆军弹道导弹司令部的合同运营,并完全由其资助。正是这个司令部资助了维尔纳·冯·布劳恩(Werner Von Braun)领导的红石兵工厂。我们为红石正在建造的导弹进行了通信、指挥和控制。我们在加州理工学院教授比尔·皮克林(Bill Pickering)手下工作。那是使用扩频技术的无线电惯性制导系统。那是我第一次了解诸如移位寄存器序列之类的东西,这些在我的整个职业生涯中都非常有用。当俄罗斯人在1957年10月发射人造卫星时,喷气推进实验室几乎立即开始转向太空计划。美国太空计划在1958年的某个时候移交给NASA,但探索者一号于1958年3月发射,并带有集成包。这些通信主要在JPL实施。我们称之为遥测,因为它实际上是远距离测量。虽然我在JPL做了一些扩频方面的工作,但我主要从事跟踪和接收设备的工作,特别是一种称为锁相环的设备。那时是全新的。它已经在彩色电视中进行了商业使用,但更多的是用于JPL正在做的相干通信跟踪。这项工作比许多其他地方的工作更先进,包括麻省理工学院的林肯实验室。

锁相环技术以及模拟与数字通信

莫顿:锁相环技术本质上是用于模拟通信的,不是吗?

维特比:数字通信也需要它。接收器必须首先与载波同步,并且必须跟踪该载波。其次,它必须与位时序同步。这被称为延迟锁环,但它都是相同的技术。

莫顿:他们是否从一开始就使用数字通信?

维特比:这是个好问题。其中很多是模拟的,这是毫无疑问的。在探索者一号的通信中可能没有任何数字技术。通信不如跟踪和命令用的多。命令当然是数字化的。太空飞行器通信的数字传输可能要到后来才发生。到1960年,我们在理论方面大量研究数字通信,并做了第一个实验工作。我最初在JPL所做的,以及JPL非常深入参与的,是跟踪和同步。我的第一本书出版于1966年,是《相干通信原理》。这本书的一半是关于锁相环的,另一半是关于它在模拟和数字通信中的应用。到1960年,我对数字通信、传输、调制、纠错编码、错误概率分析等非常感兴趣。我在1960-62年写了第一篇关于数字通信的论文,总的来说,得到了广泛认可。我还没有博士学位,所以我正在学习一些课程,但主要是我想在南加州大学写博士论文。他们有一些非常优秀和非常敬业的老师,特别是在机电和控制方面。通信有点弱。我在JPL也有优秀的导师,他们目前是南加州大学的教授。

研究生学习和JPL工作

莫顿:你于1962年在南加州大学毕业。你在进入研究生院之前就开始在JPL工作了吗?

维特比:不,我开始在JPL工作,同时进入研究生院。我读研究生的第一选择是加州理工学院,但加州理工学院不想要我,除非我全职去那里,什么工作都不做。我当时在加州理工学院工作,但加州理工学院当时对JPL的态度非常势利。JPL的人被认为是工人。他们不会允许一个人同时做这两件事。

莫顿:你为什么从麻省理工学院毕业后搬到西海岸?

维特比:我喜欢波士顿,现在仍然喜欢,但我厌倦了它。我仍然经常去那里,我和麻省理工学院,甚至我的高中联系很多。我的最后一次电话会议是为波士顿拉丁学校筹款。我的家人是难民,我们是特殊的难民,因为我们是意大利犹太人。有很多意大利人和犹太人,但意大利犹太人几乎不存在。我们交了一些朋友,但没有一个很亲密的人。有推动力也有吸引力。推动力是天气。波士顿的天气很糟糕。我的父母年纪越来越大,我觉得西海岸的天气对他们来说会更好。我们在洛杉矶也有亲戚,我母亲的姐姐和一些堂兄弟姐妹,所以这是另一个吸引力。与东海岸相比,西海岸工业的开放性可能同样具有吸引力。在过去的四十年里,其中很多问题都得到了缓解。雷神公司是一家非常好的公司,GTE Sylvania和许多其他通信公司也是如此,但是为当时的休斯飞机公司或TRW或像JPL这样更学术的机构工作的机会似乎更令人兴奋,工作条件更好。东海岸工业界将许多工程师放在牛棚里。航空航天业也是这样,包括通用动力公司和洛克希德公司。

西蒙·拉莫(Simon Ramo)和他的同事迪恩·伍尔德里奇(Dean Wooldridge)是TRW的创始人,拉莫写了《科学的商业》一书。他们之前曾担任休斯飞机公司的副总裁。他们真的在管理休斯,因为霍华德·休斯(Howard Hughes)在忙拍电影。他们通过给每个人一个办公室,或者至少在每个办公室里安排有限数量的人,极大地提高了西海岸工程师的生活质量和专业地位。在JPL,我们在一个办公室里有四个人。与我共享办公室的人都非常好,很高兴与他们共享办公室。而且,它不是一个大牛棚。在我看来,由于这些,东海岸落后于西海岸,直到70年代中期才真正赶上。像惠普这样的公司最终催生了整个湾区的创业精神,但这在东海岸还不存在。无论如何,它始于西海岸,直到很久以后才在波士顿、北卡罗来纳州和纽约等地被效仿。

莫顿:我把话题带偏了。让我们再回到JPL。

维特比:我在南加州大学完成了数字通信博士学位。我的论文不是我最好的作品,但它很扎实,让我开始思考。一旦我把论文拿出来,我就开始做好工作。大约在我获得博士学位一年后。我有机会加入加州大学洛杉矶分校的教职员工。这是一个很好的增长机会。在那之后的很多年里,我继续每周为JPL提供一天的咨询。我在加州大学洛杉矶分校学到了很多东西,因为我必须教书。早期,我对信息论有相当大的兴趣。尽管我一直在做数字通信工作和理论,但我对信息论的了解真的不够多。香农理论最初是在贝尔实验室开发的,然后麻省理工学院成为中心。贝尔实验室仍然很强大,但我认为麻省理工学院成为了中心。不幸的是,我没有学麻省理工学院的任何信息论课程,因为我离开得太早了。

维特比算法

维特比:我开始关注已经完成的信息论工作并开始教授它。那是一次很棒的学习经历,那时我开发了所谓的卷积码维特比算法。它来自我的教学。我要教一些非常困难的东西,特别难教。当做研究时,人们会进入一种心态,靠直觉思考,但是当涉及到教别人时,人们就会清楚自己是否完全理解它。我发现信息论很难教,所以我开始开发一些工具。这个算法就是从那里出来的。

我在1966年3月写了第一篇论文,但直到1967年4月才发表。它证明了卷积码的某些特征。开始我没有提供算法细节。幸运的是,其中一位审稿人吉姆·梅西(Jim Massey)鼓励我加入该算法。(吉姆·梅西(Jim Massey)是我的好朋友,是信息论、编码和密码学的主要贡献者之一。他当时在圣母大学。)这是一个笨拙的描述,但至少它确立了自己。没有人认为它有任何潜在的实用价值,因为我当时的估计是,要让它工作需要几千个寄存器。大约一年后,我在JPL的同事Jerry Heller做了一些模拟,发现只需32或64个寄存器就可以很好地完成。这使它更加实用。然而,它仍然是一个大怪物,填满了大约18 英寸外壳的机架。现在它只是芯片的一小部分。

莫顿:你最初在哪里发表这篇文章?

维特比:在IEEE信息论会刊。我写的第二篇论文,也发表在1967年4月的《Communication Society Transactions》上。我想当时它被称为《IEEE Transactions on Communication Technology》。

信号处理,1960年代和1970年代

莫顿:当时你是否与新出现的数字信号处理社区有联系?

维特比:1967年确实没有数字信号处理社区。当时没有微处理器。当然,有些人在60年代后期考虑RISC机器,但一切都是由组件构建的。有一定程度的小规模集成(SSI)。这是一个不再存在的术语。在那些日子里,我们谈论了SSI,MSI(中型集成)和LSI(大规模集成)。当时很少有人做LSI。我们今天所说的SSI在当时可能被称为MSI。我有点超前了,但我们第一家公司Linkabit设计和制造的第一个芯片是一百个晶体管集成电路。那是在1973年或1974年。它实际上是维特比算法的信号处理器。Linkabit差点倒闭,因为有几家晶圆厂倒了。1967年,还没有这样的信号处理芯片。有一些设备实现了算术单位,这就是我们的芯片后来所成为的。如果我没记错的话,英特尔在 70 年代初推出了它的第一个微处理器,英特尔404或4004。

莫顿:我想那是在1975年左右。

维特比:那不是信号处理器,而是算术处理器。如果你从IEEE历史的角度来看,现在的信号处理学会当时被称为音频和声学学会。

莫顿:它已多次更改名称。

维特比:我对控制理论和信号处理之类的东西保持着兴趣,因为它与通信密切相关。

工业、政府合同

莫顿:基于你喜欢JPL然后进入教学的事实,从你职业生涯的第一部分开始,你似乎就被工程的理论方面所吸引,但后来你在68年或70年创办了Linkabit。

维特比:我并没有完全脱离工业应用。在加州大学洛杉矶分校期间,我继续每周在JPL咨询一天,并与太空计划保持非常密切的关系。即使是算法,当我考虑它在哪里应用时,它显然在我的脑海中是一个宽带高斯通道,即空间通道。这就是大部分早期工作完成的地方。JPL很快就接受了它,比任何其他研究实验室或公司都要快得多。我还为不少公司提供咨询。我几乎不记得回到60年代,但ITT Defense Communications和Ford Aerospace是我咨询的一些公司。我还为洛杉矶地区的一些小公司提供咨询。无论如何,我不断有机会看到真正的系统。

在那段时间里,我写了第二本书《数字通信和编码原理》。实际上,我在加州大学洛杉矶分校时写了大部分内容,但在1973年左右完成。当时还在加州大学洛杉矶分校任教的同事吉姆·大村(Jim Omura)和我一起写了这本书,写了大约四分之一。这个应用问题一直存在,将其应用于NASA和政府的实际国防和空间通信系统的机会比比皆是。

在60年代后期,加州大学圣地亚哥分校的欧文·雅各布斯(Irwin Jacobs)、加州大学洛杉矶分校(UCLA)的同事Len Kleinrock和我在一起,决定汇集我们的咨询。当时有很多机会,包括获得小型政府合同的机会。我们的第一份合同是与圣地亚哥的海军电子实验室签订的。我们研究了纠错编码及其在海军通信中的应用。后来我们为NASA做了类似的工作。我们没有人可以独自经营公司,我们看到我们可能需要一个全职人员,所以我们在1968年成立了Linkabit。1969年,我们聘请了Jerry Heller作为我们的第一位全职员工。这不像是突然跳进海里,而更像是慢慢弄湿了我们的脚。在68年或69年,除了写一些报告外,几乎没有发生什么。我们可能在1969年建造了一些硬件,并开发了用于海军计算机的软件。到1970年,我们为NASA建造原型。

莫顿:海军还在使用它进行太空通信吗?

维特比:不,海军的第一份工作实际上是为HF工作的。它是地面或航海高频数字通信,消息速度为每秒1200比特。

数字通信、卫星通信的增长

莫顿:我认为数字通信正在扩散。

维特比:是的,它在70年代开始扩散。有两件事正在发生。首先是有线发展,调制解调器仍处于起步阶段。如果您家里有一台 PC 并且带有连接到电话线的内置调制解调器,我们称之为模拟调制解调器,但它实际上是在模拟线路上生成的数字信号。这在60年代后期就已经发生了。1970年,通信学会进行了辩论和著名的研讨会,得出的结论是,编码永远不会在商业系统中有任何应用,甚至数据调制解调器也永远不会走得太远。

莫顿:我想在某个地方找到它。

维特比:Bob Lucky在听到几个演讲者说编码已经死了之后,主要是开玩笑,他站起来说“好吧,数据也死了。”这是同一个主题。在无线方面,可能只有NASA和军方真正在做数字通信。军方需要有一个对于敌对干扰免疫或有抵抗力的信号,所以他们选择了扩频,而使用扩频需要数字化。在扩频上设置模拟信号没有多大意义。人们已经看过了,但它从来没有真正实用过。然而,数字是很自然的,因为扩频波形是数字的。最简单的扩频形式是在很宽的频谱上非常快速地跳动中心频率。即使在50年代,军方也在这样做,在60年代更是如此。

真正推动一切的是卫星通信,无论是对军方还是对太空计划。现在,我们正在提高从很远的地方传输的效率。这些是地球同步范围,这意味着40000公里。所有用于军事扩频的技术变得更加重要,因为地球同步卫星是一只坐着的鸭子,任何人都可以干扰它,而在地面上,天线通常可以定位以避免扰。商业卫星最初是模拟的,到70年代已经使用数字技术。数字通信从卫星通信中得到了很大的推动。从60年代和70年代的数字卫星系统到90年代的一些蜂窝系统的一些遗产可以追溯到这一点。我不是在谈论扩频。我说的是像TDMA这样的东西,它首先在卫星上完成是有充分理由的。然后它们被导入蜂窝,理由要少得多。

Linkabit和M/A-COM;发展与消费者

莫顿:与像AT&T这样拥有自己内部研发和丰富经验的公司竞争是否很艰难?

维特比:Linkabit并没有与AT&T竞争,基本上从1970年开始,Linkabit是一个非常小的军事承包商。69年,我们在洛杉矶有一个小办公室,1970年搬到索伦托谷,我们有了第一个4000平方英尺。我们有十个人,追求很少的政府合同。AT&T和贝尔实验室没有关注我们。由于我们的专业声誉,我们会与贝尔实验室的很多人会面。我去过贝尔实验室几次,并在那里做了一些讲座,但那更多的是学术而不是竞争技术。

当时没有知识产权这样的东西。这真是太神奇了。你不用担心。算法发生的事情很有趣。我们找了一位律师来注册公司,此后不久,我们得到了NASA和海军的一些关于算法的工作。我们去找了同一位律师,他也是专利律师,问道:“你认为我们应该为这个申请专利吗?”他的回答是,“这太荒谬了。这些东西只适用于政府应用,你真的没法保护。政府可以为所欲为。”这是夸大其词,并不完全正确。他说服我们,不值得花三千美元或其他任何东西来准备和申请专利。

莫顿:你现在后悔了吗?

维特比:不。如果我们申请了专利,它可能会减慢它的接受速度,因为当时没有人申请专利。AT&T和IBM出于商业原因申请了专利,但我们是一家小型政府承包商。整个70年代,我们开始考虑商业应用,但直到1980年Linkabit被M/A-COM收购,M/A-COM是一家总部位于马萨诸塞州伯灵顿的小型企业集团,才真正进入商业应用。然后,我们做了许多事情,取得了重大的商业成功。这些早期的成功之一是VSAT。我们采用了本质上是军事的技术,并将其应用于商业卫星。卫星是天生的。这就是过渡最容易的地方。

我们与美国贝尔伊朗国际公司(ABII)签订了合同,ABII实际上是AT&T的子公司。在70年代中期,AT&T与伊朗国王签订了重新设计和翻新伊朗整个电信基础设施的合同,其中很大一部分是通过卫星进行的。有一种东西叫做IranSAT,我们建造了一个发射和接收调制解调器,在伊朗SAT卫星通信时速度很高。79年初,我去了新泽西州霍姆德尔的贝尔实验室,问是否有问题。项目经理告诉我,“我认为这个项目会生存下去。我们不担心政治。革命是在三月,他们在五月或六月左右醒来说:“也许我们应该取消这个计划。如果我们取消,您必须报销的总费用是多少?我们的财务人员做了一个诚实的评估,结果是总成本的90%左右。他们说:“既然如此,你不妨继续完成它。我们会以某种方式使用它。我不记得是怎么做到的,但我们交付了它。事实证明,这是VSAT的一种原型,我们在80年代初就开始认真研究。

到这个时候,我们已经有了资金,可以投资商业开发。M/A-COM是一家规模大得多的公司,收入不到10亿美元,而Linkabit在被收购时的收入可能为2500万美元。更有趣的是,我们开发了第一个视频加扰系统,即名为Videocipher的数字视频。这一直延续到今天。它最初是为家庭票房(HBO)设计的,他是客户。到80年代初,他们开始将模拟传输发送到所有电缆头端。他们称之为主要视频服务。当服务开始时,唯一拥有三米或四米天线的组织是有线电视公司,并且假设他们将是唯一的组织。然而,到了80年代初,德克萨斯州和其他地方的富裕牧场主开始获得这些节目。然后,当价格从10万美元下降到10000美元时,农村社区的人们开始购买它们,直到有大约五十万个三米和四米的后院菜肴。他们免费获得HBO的信号,所以HBO很生气,决定加密他们的信号。

我们在M/A-COM Linkabit开发了我们认为非常安全的系统,但它需要将视频和音频完全数字化。我们本来可以运送两三千个这样的,价格在3000美元到5000美元之间,但后院的菜主有一个强大的游说团体,叫做SPACE,私人协会,游说国会。他们的论点是,“这是不公平的。我们愿意为服务付费,但他们不能把它从我们身边夺走。他们必须给我们一个解扰器。我们将为解扰器付费,我们将向服务提供商支付一些费用。我不确定他们是否真的这么说,但这就是它的方式。

问题在于,解扰器不能以每件3000美元的价格卖给那些可能只花5000美元买菜的人。这种设备的价格需要在200美元到400美元之间。因此,我们不得不做出妥协,从更昂贵、更专业的设备完全重新设计为更便宜的消费类设备。我们仍然可以在音频上使用数字加密标准 (DES) 进行数字化和硬加扰,但在视频上,我们必须做其他事情。数字化视频意味着使用非常快速的A到D转换器,而这些成本太高了。因此,我们只是简单地旋转每条线,这样这些线就不会对齐。这样成本就下降了,因此解扰器可以以低于 400 美元的价格出售。顺便说一下,其中的关键步骤是构建专用集成电路(ASIC),这是一个信号处理器。这是我们的第一个重大ASIC开发。我们已经为我们的解码器工作做了一些中等规模的集成,但我记得我们没有在该设备的规模上做任何事情。那是在80年代初。

莫顿:你提出了消费者在设计产品时的重要性,而该产品最初的目的是在消费市场中无关紧要。在这种情况下,消费市场有很大的影响。

维特比:VSAT的情况也是如此。它们不是专业设备,但它们最初是用于工业用途的,并没有考虑到消费者的需求。我们做了其他事情,例如将共享大型机的多个终端联网。我们在70年代初这样做只是为了内部使用。到那时,该公司大约有一千人,我们拥有近千个 VT-100 终端。它们不是PC,而是连接到数字设备公司(DEC)制造的VAX的哑终端。作为一家公司,我们主要面向数字设备公司,并最终将网络产品出售给DEC。

大约在同一时间,M/A-COM的事情开始分崩离析。M/A-COM 实际上已经不复存在,只是作为 AMP 的一个部门。收购Linkabit的M/A-COM原董事长兼首席执行官被迫离职,新领导层没有远见卓识。因此,我们中的一些人在1985年春天离开了。有趣的是,M/A-COM随后出售了所有业务。他们首先以1亿美元的价格将VSAT业务出售给休斯。这在一两年内变成了每年五亿美元的业务。他们还出售了我们做过的一些非常早期的无线移动电话工作。它不一定是移动的,但它是无线的。他们把所有这些都卖给了休斯。休斯收购了Linkabit的所有商业卫星业务以及马里兰州M / A-COM的另一个部门Digital Communication Corporation。休斯从这两个部门开始了休斯网络系统,并且非常成功。

M/A-COM出售的另一件作品是视频加扰业务,该业务被通用仪器公司(GI)和一家有线电视厂以约2.5亿美元的价格收购。这为GI带来了每年数十亿美元的收入。M/A-COM后来也出售了政府的作品。我们在做相当多的政府工作。到那时,我们剩下的工作可能还有三分之一到一半是为政府完成的。

双调制解调器和扩频调制解调器

维特:虽然我们为政府制造了很多纠错设备,但最重要的政府产品是第一个微处理器实现的数字卫星调制解调器,称为双调制解调器。欧文·雅各布斯(Irwin Jacobs)在这方面比我更抒情。双调制解调器是从70年代中期开始为美国空军制造的。到70年代末,它成为一个制作程序,并一直持续到80年代和90年代。它仍然由一家后来收购林卡比特政府部门的公司建造。最初,双调制解调器用于空军卫星通信计划。这是空军可以从指挥所用来与轰炸机机队进行通信的东西,B-52,FB-111等。除其他外,它发送了从未发送过的紧急行动信息,感谢上帝。然而,这就是它的目的。罗克韦尔最初在 60 年代和 70 年代初制造了该产品。虽然它是数字传输,但它在很大程度上是一种模拟实现,本质上是一个FM调制解调器。

空军意识到他们需要现代化,特别是引入更多的安全性,因此扩频进入了画面。我们构建了一个扩频调制解调器。它必须是双重的,也就是说,它必须向后兼容以前的模式,并且必须具有智能。我们不是在单个芯片上实现微处理器,而是在标准商用芯片上实现的微处理器。那时已经有了高度集成的存储器和一些早期的信号处理器,我们用这种类型的组件制造了一台小计算机。它实际上是一台RISC机器,它实现了所有算法来进行扩频,调制,编码,解码等。

我们花了大约三年的时间说服空军(a)这是可行的,(b)这家名为Linkabit的小公司可以做到这一点。我们最终构建了数千个这样的双调制解调器。在空军之后,我们为海军和陆军设计了它们,每个都有自己的能力或要求。陆军调制解调器变成了三调制解调器而不是双调制解调器。圣地亚哥有一家名为Titan的公司,它收购了M/A-COM的政府系统部门,该部门曾经是Linkabit的,他们仍在构建这些东西。在很大程度上,这项工作造就了Linkabit,可能比编码所做的工作更重要。Linkabit是一家研发公司,制造数量有限。一旦Linkabit被M/A-COM收购,我们就变得更大了。

高通和加州大学圣地亚哥分校

维特比:1985年春天,欧文·雅各布斯(Irwin Jacobs)和我在一周内辞职。在放松了两三个月之后,我们在 85 年 7 月创办了高通。许多人立即加入了我们。我们不知道我们会做什么。我一直在教书。在73年搬到圣地亚哥并成为Linkabit的全职员工后,我于75年正式从加州大学洛杉矶分校辞职,但我留在UCSD担任兼职。在85年,在公司之间,UCSD给了我一个兼职的定期任命,因为我觉得我也想做其他事情。在接下来的大约十年里,我担任了四分之一的教授。我在UC系统总共呆了大约三十一年,尽管其中只有十年是全职的。我一直有点忙于做这件事,但是当这个机会出现时,我曾经在Linkabit工作过的人,实际上是精英,这太有动力拒绝加入了。欧文·雅各布斯(Irwin Jacobs)会说我们从他的书房开始,但实际上我不在那里,因为我在欧洲乘坐一艘非常漂亮的游轮旅行。我七月中旬回来了。那时,我们在一家清洁店里有一个富丽堂皇的办公室,至少有3000或4000平方英尺。我们已经承包了索伦托谷路上的一栋建筑,但它还没有准备好。我们仍然拥有那栋建筑。高通的起步速度比Linkabit快得多,我们在加州大学洛杉矶分校边缘的一家牙医诊所起步。

我会很快给你讲高通的故事。它开始时大约有七个人和一名秘书。第一天我们没有考虑商业工作。我们追求中等规模的政府工作,并签订了一份相当大的数据链路合同。这是一个联合服务计划,陆军/海军/空军,用于测试靶场。他们需要非常快速的遥测和消息传递,在飞机、坦克和其他移动平台之间来回传递。然后我们做了一些卫星项目。一个卫星项目是为当时的福特航空航天公司(Ford Aerospace)和现在的洛拉尔(Loral)提供的,另一个是针对休斯(Hughes)的。到80年代末,国防部的预算已经耗尽。我们在多颗卫星低地球轨道上做了一个非常有趣的项目。Globalstar和Iridium是这个概念的后代。但这是为军队准备的。由于预算原因和航空航天公司不喜欢这个概念,该计划被取消了。它们仅面向地球同步卫星。

在高通正式成立之前,我接到了一个同事的电话,他在一家名为OmniNet的公司工作,该公司试图为运输行业提供卫星位置定位和消息传递。这是一个很长的故事,但最终OmniTRACS从中脱颖而出。OmniTRACS是一个双向卫星通信系统。

莫顿:这是卡车司机使用的吗?

维特比:是的。目前有30万辆卡车,其中约26万辆在北美,其余的特别分布在欧洲,但也分布在墨西哥,巴西,韩国,日本,马来西亚,现在还有中国。欧洲约有25000或30000辆卡车使用该系统。这是一个漫长的过程,我会缩短它。开发一个原型花了大约一年的时间,但原型只是一种方式,从卫星向下,或者我应该说从集线器到卫星再到卡车司机。它没有走另一条路,因为有另一家名为Geo Star的公司让它走另一条路。我们的客户OmniNet试图与Geo Star合作,但未能实现。

然后我们向两个方向走去。有趣的是,其他人都在尝试使用L波段和处理卫星,但我们使用的是Kl.c.波段,即12和14千兆赫波段。L波段很少。如果你想要一颗处理卫星,你必须有自己的包裹,而使用带有Kl.c.波段的非处理卫星则有大量的供应。除此之外,在80年代推出了一些直接卫星广播服务,但没有起飞。因此,我们的客户能够以相当便宜的价格租用直接卫星。

开发该产品是一项了不起的成就。它涉及大量的信号处理和一个非常聪明的天线,带有定向天线控制,它会随着卡车移动而移动并始终面向卫星。这主要是欧文·雅各布斯(Irwin Jacobs)的概念方法,以及高通公司其他人所做的一些非常好的开发工作。这一切都在 88 年初汇集在一起,但就在那时,我们的客户破产了。我们唯一的选择是买下它们作为库存。这是一个非常昂贵的提议,但结果很好,因为从长远来看,这项业务表现良好。

我们有一个杰出的客户,施耐德国家公司的Don Schneider。当时他有大约10,000辆卡车。施耐德今天可能有15,000到20,000辆卡车。我们的业务是从那里建立起来的。即使在施耐德之后,我们也有一个下降,因为周围没有另一个施耐德。我们找了J.B.亨特,但亨特没有那么容易接受,等了几年才加入。OmniTRACS终于开始盈利。我们当然没有收回投资,但我们的收入现在超过了运营和构建系统的成本。如今,在拥有1000多辆卡车的公司中,至少有90%的公司都在使用OmniTRACS,这是一项非常成功的企业。

然后我们非常聪明的人之一,Klein Gilhousen,进来说:“我们正在使用CDMA。我们正在为该系统使用扩频。我忘了提到最重要的事情,这就是为什么我们使用CDMA,为什么我们能够在其他人无法使用这些低成本卫星的情况下使用。低成本卫星并不是真正用于移动用途的。Ku频段的FCC许可证仅适用于固定卫星和固定发射器/接收器,而对于移动性,应该使用L频段。

但是,法规中有一个脚注,称次要用户可以是移动的。次级用户可以使用卫星,但前提是没有干扰。卫星之间的距离往往约为2弧度,而移动终端非常小,因此天线孔径约为6至12度,因此它们将信号溅到其他卫星上,因此自然会干扰。相反,它们是敞开的,因此其他卫星会干扰这些终端,它们没有追索权。无论哪种方式都没有追索权。如果其他人干扰次要用户,那就太糟糕了。如果次级用户干扰其他人,他们就会停播。

我们必须说服FCC,我们可以建立一个不会干扰的系统,这是一场巨大的斗争。然而,FCC对实验许可证非常自由,他们给了我们大约600辆卡车的许可证,而不是实验性的。至少花了一年半的时间才说服FCC我们没有干涉。然后他们给了我们20,000辆卡车的许可证。今天,我们在美国获得了大约30万的许可,并将增加到大约五十万,我们从未遇到过干扰案例。我们的移动发射器在大约 24 兆赫兹宽的应答器上发送一瓦特,因此我们的信号看起来像噪音。我们在噪音中很沉。

与我们的竞争相关的另一个方面是,当卫星被租用时,它是从像GE卫星这样的供应商那里租用的。他们协调。除非下一颗卫星正在传输全爆炸电视,否则如果它只是一个VSAT,我们可以忍受它。它看起来像干扰,但它是扩频,因为在将所需信号解扩回原始窄带的过程中,另一个信号被扩频并看起来像噪声。无论如何,我们通过加载数万甚至数十万用户使商业扩频成为现实。

将扩频应用于蜂窝通信

维特比:然后克莱因·吉尔豪森有一天进来说:“为什么我们不能把它用于蜂窝?那里有很多干扰。这对我来说是有道理的。我在82年向IEEE通信研讨会提交了一份会议论文,上面写着“这种扩频可能适用于蜂窝”,但没有人在听,这不是M/A-COM Linkabit的主旨。当克莱恩提出这个建议时,我说:“这听起来很熟悉,但你有一个功率控制问题。你必须确保没有人淹没你的信号。

克莱因、欧文、布奇·韦弗和我做的第一件事就是功率控制。我们想出了一种非常干净整洁的方法,将我们所谓的开环和闭环功率控制结合起来,效果很好。起初,除了Pac Tel Cellular,也就是现在的Vodaphone Air Touch之外,没有人相信我们。Pac Tel倾听并让Bell Atlantic,NYNEX和Ameritech倾听。他们都对我们进行了一百万美元的投资。现在这是一个很小的数额,但在当时是一笔不小的数目。他们帮助我们支付了开发费用,我们开始跑步了。我不会给你整个CDMA的故事。我可以给你三篇关于这个问题的论文。

Eudora电子邮件产品开发

莫顿:那就太好了。从卫星过渡到手机和跟踪对我来说很有意义。我还在一个名为Eudora的电子邮件产品上看到了高通公司的名字。

维特比:是的。这是一个有趣的巧合。正如我所提到的,无论是在老公司,还是在高通公司,在互联网或内联网爆炸之前,我们都是面向内联网的,我们开发了自己的电子邮件产品。我们发现伊利诺伊大学的超级计算机实验室有一个名叫史蒂夫·多尔纳(Steve Dorner)的人,他编写了这个程序,我们授权了它。最终我们雇佣了这个人。他仍然住在香槟厄巴纳,全职为我们工作。一位名叫约翰·诺伦伯格(John Noerenberg)的人是高通公司的电子邮件软件工程师,我认为推销它是他的想法。

我们一次把它商业化一点。最初,我们以25美元的价格出售,这是一个名义上的金额。我们有两个版本。其中一个版本是Eudora Light,我们在网上赠送了它。另一个版本是我们出售的Eudora Pro。在不知不觉中,两者的组合有1000万用户。每个政府实验室和每所大学似乎都在使用它。即使在欧洲,我也有人问高通是否是制造Eudora的那个,我说,“是的。这是一个副业。我们的主要业务是手机和卫星系统。

莫顿:高通公司是否从中赚钱,还是大多数人使用免费版本?

维特比:这是巨大的,相对便宜的宣传。最初我们赚了一点钱。我们开始真实地推销它,并赔钱。然后它经历了一种静止期。Eudora 4.2 真的相当不错。现在,您可以轻松找到丢弃的所有旧消息以及类似的东西。我们现在正在通过真正的电子商务广告来支持产品。人们可以免费拥有Eudora,只要他们接受广告信息。这正在进行 alpha 测试,很快就会进行 beta 测试。从技术上讲,这是有道理的。

作为一家企业,它是否有意义尚不确定。它真的可以起飞,但如果它不起飞,那也没关系,因为这不是我们的主要业务。

联邦政府研发资金

莫顿:多年来,联邦政府以不同方式使你的各种公司受益匪浅。

维特比:没错。

莫顿:你对政府在研发和采购方面的支出有何看法?

维特比:我是克林顿总统信息技术咨询委员会的成员,六个月前我们刚刚发布了一份报告,敦促政府继续进行基础研究。不是面向应用的研究,而是基础研究。还没有人能开发出二十一世纪的晶体管。带来ARPAnet和香农信息理论的研究推动了我们的信息经济,这是我们经济中增长最快的部分。基础研究还产生了晶体管和射电天文学。这种研究不会由企业进行,因为股东不允许这样做。GE和RCA在三十年前就放弃了纯粹的研究。贝尔实验室和IBM大约在五到十年前放弃了纯粹的研究。他们都没有做真正的基础研究。如果是,那也是微不足道的。

至于应该在哪里做,我认为可能应该在大学里做。他们为此做好了准备。CEO们不能面对股东说:“我正在通过做十年后可能会也可能不会产生影响的研究来创造股东价值,我可能不会将其商业化。这就是IBM所处的位置,当然AT&T发现自己处于这个位置。过去,AT&T有能力让贝尔实验室做纯粹的研究,因为他们是垄断的。那里有很多有远见的研究,没有任何限制。AT&T可以保证股东7%的回报,如果没有贝尔实验室,可能是7.5%,但他们没有资格抱怨。

莫顿:你如何克服反对意见,即作为一家大公司的负责人,联邦政府正在资助威胁你自己的研究?如果他们试图发明下一代无线通信怎么办?

维特比:如果你不能很快利用基础研究的成果,你就不属于这里。那么你就没有权利成为一家最重要和成功的公司。如果你说的是马车制造商因为有人想出了内燃机而倒闭,那是老生常谈了。今天没有人有权这么说。

我们正在做一些非常创新的事情,比如高速无线接入互联网的系统,我们将在一周半内以宣布该产品。我们每秒的速度高达2兆比特,相当于无线方式的DSL和电缆调制解调器。我们使用大约1.5兆赫兹带宽的蜂窝频率,每秒传输速率为2兆比特。这是一个相当大的挑战,我认为我们已经展示了能力。这是非常好的提前开发。这也是很好的应用研究。然而,它不是基础的、基础的研究。我们希望这将在两年内取得重大的商业成功。

基础研究纯粹是推测性的,通常在开发任何应用之前可能需要五到十年的时间。五年是乐观的。十年后更现实。我们应该为了我们的国家利益而这样做。毕竟,我们拥有哪些世界其他地方没有的东西呢?我们有非常好的高等教育体系和一个相当薄弱的中等教育体系。这是一个谜,我们如何能够拥有世界上最好的大学,每个人都想来,并且有一个相当薄弱的K-12项目。答案是荒谬的。因为世界上所有其他地方都想来这里学习,我们录取了一定比例的人,可能不到10%的申请者,他们保持着我们的高等教育质量。这是我在伯克利的毕业典礼上讲的。

莫顿:这是自找麻烦。

维特比:一位教员告诉我,这是一个非常有争议的主题。部分原因是我说如果有人从伯克利工程学院毕业,他们是很好的,因此所有学生的家长都很兴奋。尽管如此,我想说的是,给我们带来更高生活水平的事实是,我们可以利用多年来建立的技术并迅速应用它。这是因为风险资本家的资金支持,因为我们比欧洲人快得多,因为我们比日本人更具创业精神。日本人速度很快,但铁板一块。他们经常走错方向,比如缪斯高清电视系统,这是一种被数字技术淘汰的模拟系统。数字影院是这里的另一个系统发展。在接下来的十年左右的时间里,这一切都很棒,但接下来会发生什么?

莫顿:对。

维特比:其他人都在迎头赶上。欧洲似乎以一种奇怪的方式这样做。他们倾向于通过拥有自己的标准来封闭自己。他们试图做日本人二三十年前所做的事情。日本人不再这样做了。中国是另一回事,但我已经说得太远了。

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