研究發(fā)現(xiàn)人工智能可優(yōu)化移動(dòng)通信

盡管許多歐洲/地區(qū)目前正在建立第五代移動(dòng)通信，但科學(xué)家們已經(jīng)在致力于其優(yōu)化。盡管5G遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其先前版本，但即使是最新的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)也仍有改進(jìn)的空間：特別是在發(fā)射器和收發(fā)器之間難以直接瞄準(zhǔn)的城市地區(qū)，無(wú)線電鏈路仍無(wú)法可靠地發(fā)揮作用。在最近啟動(dòng)的項(xiàng)目ARIADNE中，有11個(gè)歐洲合作伙伴正在研究如何通過(guò)使用高頻段和人工智能來(lái)開發(fā)“超越5G”的先進(jìn)系統(tǒng)架構(gòu)。

5G的主要優(yōu)勢(shì)在于其高頻率以及因此而來(lái)的高傳輸速率，這確保了幾乎無(wú)延遲的連接和快速的數(shù)據(jù)傳輸。但是，高頻需要定向系統(tǒng)，在大多數(shù)情況下，該系統(tǒng)依賴于視線(LOS)。這意味著發(fā)送方和接收方必須能夠看到對(duì)方。不幸的是，LOS原則會(huì)導(dǎo)致連接問(wèn)題，尤其是在城市和高度發(fā)達(dá)的地區(qū)。

造成本地5G網(wǎng)絡(luò)中這些連接問(wèn)題的原因之一是取消效果。當(dāng)信號(hào)通過(guò)LOS連接傳輸并同時(shí)通過(guò)反射復(fù)制時(shí)，會(huì)發(fā)生這種效果。該副本會(huì)覆蓋來(lái)自LOS的信號(hào)并取消它。結(jié)果：信號(hào)沒有到達(dá)接收器。像以前的4G一樣，這種通過(guò)非視線(NLOS)進(jìn)行的多徑傳播仍然是5G的問(wèn)題。因此，ARIADNE的主要目標(biāo)之一是開發(fā)新概念，以更好地控制LOS和NLOS場(chǎng)景，從而大幅度提高移動(dòng)通信鏈路的可靠性。

5G更高的效率和可靠性

項(xiàng)目的全稱是“用于5G長(zhǎng)期演進(jìn)的人工智能輔助D波段網(wǎng)絡(luò)”，匯集了來(lái)自五個(gè)的研究和行業(yè)合作伙伴。目的是根據(jù)D波段(130-174,8 GHz)的頻率開發(fā)節(jié)能高效且可靠的移動(dòng)通信鏈路。D頻段的總帶寬超過(guò)30 GHz，非常適合快速數(shù)據(jù)傳輸。然而，該新使用的頻帶被劃分為幾個(gè)子頻帶，并且需要對(duì)先前使用的系統(tǒng)架構(gòu)和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)控制進(jìn)行調(diào)整。

ARIADNE旨在通過(guò)結(jié)合創(chuàng)新的高頻無(wú)線電架構(gòu)和基于人工智能的新網(wǎng)絡(luò)處理概念來(lái)創(chuàng)建“ 5G之后”的智能通信系統(tǒng)。該項(xiàng)目財(cái)團(tuán)計(jì)劃到2022年實(shí)現(xiàn)并演示一種無(wú)線鏈路，該鏈路具有100 Gbit / s范圍內(nèi)的極高數(shù)據(jù)速率，并且延遲幾乎為零。支持該項(xiàng)目，并將其作為“地平線2020”計(jì)劃的一部分。ARIADNE專注于三個(gè)主要研究領(lǐng)域：硬件組件的開發(fā)，超表面的研究以及基于人工智能或機(jī)器學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)控制的適應(yīng)性。

可靠的D波段連接的設(shè)備

弗勞恩霍夫IAF在高頻電子領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)為硬件組件的開發(fā)做出了貢獻(xiàn)：弗賴堡大學(xué)的科學(xué)家與合作伙伴共同開發(fā)了用于D波段(139-174,8 GHz)通信的新型無(wú)線電技術(shù)。“我們的重點(diǎn)在于開發(fā)具有最高頻譜效率的新型無(wú)線電模塊，這些模塊可利用頻率分集并為網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)化提供控制接口。為此，我們將首次在硅上使用我們的20 nm InGaAs HEMT技術(shù)時(shí)間”，F(xiàn)raunhofer IAF的科學(xué)家兼項(xiàng)目經(jīng)理Thomas Merkle博士說(shuō)。

反射面

為了防止NLOS連接中的網(wǎng)絡(luò)干擾，ARIADNE正在研究超穎表面及其優(yōu)化無(wú)線電連接的潛力。超表面是用于無(wú)線電波的可調(diào)節(jié)反射器，旨在解決城市地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)處理問(wèn)題。當(dāng)屋頂上的基站與城市峽谷的用戶之間沒有視線時(shí)，超穎表面將反射無(wú)線電波，從而確保在視線外傳播。網(wǎng)絡(luò)控件將管理超表面。