隨著對(duì)未來6G無線通信器件的研究如火如荼地進(jìn)行，業(yè)界也在探索6G中原生AI空口的可能性。羅德與施瓦茨(以下簡(jiǎn)稱“R&S公司”)與英偉達(dá)(NVIDIA)合作，對(duì)未來6G技術(shù)中的人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)（AI/ML）從仿真到實(shí)現(xiàn)向前邁進(jìn)了一步。

在巴塞羅那世界移動(dòng)通信（MWC）大會(huì)上，兩家公司展示了業(yè)界首個(gè)神經(jīng)接收機(jī)的硬件在環(huán)演示，顯示與傳統(tǒng)信號(hào)處理相比，使用訓(xùn)練后的ML模型可以顯著地提升性能。

在MWC大會(huì)上，參觀者可以在演示中體驗(yàn)到神經(jīng)接收機(jī)如何用在5G NR上行鏈路多用戶多輸入多輸出(MU-MIMO)中——這可能是6G物理層的藍(lán)圖。該裝置結(jié)合了R&S用于信號(hào)生成和分析的高端測(cè)試解決方案以及用于鏈路級(jí)仿真的NVIDIA Sionna GPU加速開源庫(kù)。

神經(jīng)接收機(jī)是用訓(xùn)練的機(jī)器學(xué)習(xí)模型取代無線通信系統(tǒng)物理層的信號(hào)處理模塊。全球的學(xué)術(shù)界、領(lǐng)先的研究機(jī)構(gòu)和行業(yè)專家預(yù)計(jì)，未來的6G標(biāo)準(zhǔn)將使用AI/ML進(jìn)行信號(hào)處理任務(wù)，如信道估計(jì)、信道均衡和去映射。當(dāng)前的仿真表明，與目前5G NR中使用的高性能確定性軟件算法相比，神經(jīng)接收機(jī)將提高鏈路質(zhì)量和吞吐量。

為了訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，數(shù)據(jù)集是絕對(duì)的先決條件。通常情況下，獲取所需的數(shù)據(jù)集是受限的，或者根本無法獲得。在處于6G早期研究的現(xiàn)階段，對(duì)于生成具有不同信號(hào)配置的各種數(shù)據(jù)集以訓(xùn)練信號(hào)處理任務(wù)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，測(cè)試和測(cè)量設(shè)備提供了一個(gè)可行的選擇。

在R&S展位上展示的基于AI/ML的神經(jīng)接收機(jī)設(shè)置中，R&S SMW200A矢量信號(hào)發(fā)生器模擬了兩個(gè)獨(dú)立的用戶，在上行方向以2x2 MIMO信號(hào)配置發(fā)射80MHz寬的信號(hào)。每個(gè)用戶都是獨(dú)立衰落，并且添加了噪聲來模擬真實(shí)的無線信道條件。R&S MSR4多用途衛(wèi)星接收機(jī)作為接收機(jī)，通過使用四個(gè)相位相干的接收信道，捕捉3GHz載波頻率傳輸?shù)男盘?hào)。然后，數(shù)據(jù)通過實(shí)時(shí)流接口提供給服務(wù)器。在服務(wù)器中，R&S基于服務(wù)器的測(cè)試（SBT）框架（包括R&S VSE矢量信號(hào)探索器（VSE）微服務(wù)）將對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。VSE信號(hào)分析軟件同步信號(hào)并進(jìn)行快速傅里葉變換（FFT）。這個(gè)FFT后的數(shù)據(jù)集可作為基于NVIDIA Sionna實(shí)現(xiàn)的神經(jīng)接收機(jī)的輸入。

NVIDIA Sionna是一個(gè)用于鏈路級(jí)仿真的GPU加速開源庫(kù)。它能夠?qū)?fù)雜的通信系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行快速的原型設(shè)計(jì)，并為6G信號(hào)處理中的機(jī)器學(xué)習(xí)集成提供本地支持。

作為演示的一部分，將訓(xùn)練的神經(jīng)接收機(jī)與經(jīng)典的線性最小均方誤差（LMMSE）接收機(jī)架構(gòu)進(jìn)行了比較，后者為基于確定性軟件算法的傳統(tǒng)信號(hào)處理技術(shù)。這些高性能的算法在目前的4G和5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)中已被廣泛采用。

Andreas Pauly：

R&S測(cè)試與測(cè)量部門執(zhí)行副總裁

"在無線通信中使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行信號(hào)處理是目前業(yè)內(nèi)非常熱門的話題，在業(yè)內(nèi)同行中經(jīng)常會(huì)有爭(zhēng)議性的討論。我們很高興能與英偉達(dá)這樣的合作伙伴在這個(gè)測(cè)試平臺(tái)上合作。它將使研究人員和行業(yè)專家能夠根據(jù)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法驗(yàn)證他們的模型，并利用我們?cè)谛盘?hào)生成和分析方面的領(lǐng)先測(cè)試解決方案，在硬件在環(huán)實(shí)驗(yàn)中對(duì)其進(jìn)行測(cè)試"。

Ronnie Vasishta：

英偉達(dá)電信部高級(jí)副總裁

"與傳統(tǒng)的信號(hào)處理相比，經(jīng)過訓(xùn)練的ML模型為提高性能開辟了相當(dāng)大的潛力。羅德與施瓦茨和英偉達(dá)的這一基于神經(jīng)接收機(jī)的硬件在環(huán)演示，標(biāo)志著業(yè)界在展示6G技術(shù)中的人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的效用方面達(dá)到了一個(gè)里程碑。"

羅德與施瓦茨是測(cè)試與測(cè)量、系統(tǒng)與方案、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的知名供應(yīng)商。公司成立已超過85年，總部設(shè)在德國(guó)慕尼黑，在全球70多個(gè)國(guó)家設(shè)有子公司。作為一家獨(dú)立的科技集團(tuán)，羅德與施瓦茨創(chuàng)新性的產(chǎn)品和解決方案為全球工業(yè)客戶提供了一個(gè)更安全與互聯(lián)的世界。

審核編輯：湯梓紅