太平洋生活网 08-10
高通徐晧:合作推动5G Advanced技术发展演进 共创万物智能互联未来
index_new5.html
../../../zaker_core/zaker_tpl_static/wap/tpl_keji1.html

 

2022 年 8 月 9 日,2022 年世界 5G 大会期间,以 " 创新驱动下的 ICDT 未来十年 " 为主题的 Tech Talk 2022 — 5G-A/6G 论坛正式举行。此次活动由未来移动通信论坛、哈尔滨工业大学电子信息与工程学院、黑龙江省互联网协会联合举办。活动汇集了来自移动通信领域的专家、学者、业界人士,围绕 5G 演进与 6G 愿景展开了深入的沟通交流,并探讨了数字通信领域 5G Advanced 技术未来的发展方向,以及 6G 将如何改变世界。高通公司中国区研发负责人徐晧博士出席论坛,并发表了题为《持续推动 5G Advanced 发展 为未来技术演进打造基础》的演讲,分享了 5G 极致的技术特性在各类实际应用场景中展现的能力,和推动 5G Advanced 技术向 6G 演进的主要研究方向和着力点。徐晧博士在演讲中表示,期待在技术研究和商用的过程中,能够与行业伙伴展开更广泛的合作,共同将不断演进的移动通信技术推广到各行各业与千家万户。

高通公司中国区研发负责人徐晧博士在 Tech Talk 2022 — 5G-A/6G 论坛上发表主题演讲

以下为演讲实录:

非常高兴有机会和大家分享高通公司对于 5G Advanced 和 6G 的愿景和想法。

首先,我们看一下目前 5G 商用的状况。 迄今为止,全世界已经有 200 多家运营商部署了 5G 商用网络,还有超过 280 家运营商正在规划部署 5G 网络。预计到 2023 年,全球 5G 连接数将超过 10 亿以上。同时,预计从 2020 年到 2025 年,5G 手机的出货量将超过 50 亿。毋庸置疑,无论是从技术还是商用的角度来说,5G 都是非常成功的。

在这个节点,我们会问自己两个问题,第一,5G 在全世界已经取得了这么大规模的商用,那么在哪些应用方面还有可能突破?第二,从技术角度来说,我们会关注 5G Advanced 的哪些方向,让 5G 能够在今后 5 年发展得更好?一般来说,每一代移动通信技术发展的周期大约为 10 年,那么在 6G 到来之前,还有很长的时间来推动 5G 继续向前发展。当然,我今天分享的很多技术,很有可能它会成为 6G 技术之一。但从现在的角度来说,我们先扎根于 5G,专注于 5G Advanced 的相关项目,同时也关注今后可以成为 6G 的核心技术。

首先,我们回顾一下目前 5G 已经完成的标准情况。

截止到目前,5G 已经经历了三个 Release 版本—— Release 15、Release 16 和 Release 17。在 Release 15 中,我们主要完成了两个任务:第一是提供了一个非常好的 5G 灵活架构,它为今后的 6 个 5G 版本奠定了非常好的基础,也可以让我们非常容易地引进后面提到的每一个技术。第二,Release 15 打造了一个非常灵活的频谱框架,不仅支持了 6G 以下的频谱,也支持毫米波频谱。我们对频谱的需求是永无止境的,我们会不断地向毫米波或更高的频谱上迈进。在 Release 16 和 Release 17 中,我们不断引入了新的、面向垂直领域的技术,比如车联网技术、基于 5G 的无线物联网技术,以及基于 5G 的卫星天线技术,这些都为下一步 5G Advanced 和 6G 的发展奠定了很好的技术基础。接下来三个 Release —— Release 18、Release 19 和 Release 20,我们将它们规范为 5G Advanced 技术标准。

在发展 5G Advanced 国际标准的同时,我们也在积极地发展 6G 的技术。实际上,每一个技术并不会完全按照 10 年周期被引入,比如 5G 中的 MIMO 技术和 OFDM 技术其实是基于 4G 技术而来,但是在 5G 中无论是 MIMO 的天线数量还是 OFDM 的带宽都比 4G 有所突破。同样,如果我们想在下一代无线通信中引入人工智能(AI)技术,那么我们现在已经在 5G 或 5G Advanced 中开始引进这方面的规划及技术,而在 6G 的标准中会得到进一步推广和广泛应用。

目前 5G 和 AI 之间的交互和融合是技术发展的大势所趋。5G 和 AI 都被认为是能够影响到各行各业、非常核心的基础技术。谈到 5G,很容易想到三个特点:第一,高速率;第二,高可靠性和低时延;第三,海量互联。而 AI 也正是基于 5G 的这些特点,实现了突飞猛进的发展,具体原因包括:第一,海量的数据,这与无线物联网有很大的关系,因为实现万物互联,以及人与人互联之后产生了大量的数据;第二,终端算力的增强,由于无线通信不断发展,终端侧计算能力逐渐增强,使终端 AI 成为可能。

AI 要得到广泛的应用,需要将其很好地拓展到终端上实现。之所以今天我们能让无线通信赋能生活,重要原因是因为我们每个人都有智能手机。AI 也一样,它不能仅仅停留在云端来进行大规模计算,尽管 AlphaZero 和 AlphaGo 能够在比赛中赢过世界上最好的围棋选手,但它终究还是一个在云端的算法。而让 AI 达到终端,才能最终使它在普遍的场景中得到应用。这些应用场景就包括我们的手机、自动驾驶、VR/XR 眼镜、机器人等。5G 能够为这种终端侧的 AI 智能化提供非常好的框架,这个框架就是通过 5G 把云和终端有效地连接起来。而且目前在我们打造的框架中,也有一个边缘云的概念。因为在过去,我们是以云端为中心进行所有 AI 的训练,但如果把 AI 推广到各行各业,推广到每个人手中,就必须要实现终端的 AI,实现分布式的 AI。也就是说,一部分的 AI 算力在边缘云,一部分在终端。今后我们应该做到,大部分算力能够更进一步地下沉到终端,无论是从网络架构层面,还是从终端设计层面,都要把更多的算力和 AI 算法放到终端侧。

如果我们能把大量的 AI 算法放到终端侧的话,就可以有非常多全新的应用场景,这不仅与 AI 有关,还为 5G 未来的应用开拓出一片广阔天地。其中就包括语音唤醒、文本识别、面部检测、语音识别、计算摄影等。最近我们看到,谷歌的 AR 眼镜能够进行实时语音转译,这就是 AI 下沉到终端一个非常好的用例。此外,我们的 VR/XR 眼镜,就是通过 5G 和边缘云,来使 AI 算法得到实现的。今后的 10 年到 20 年之间,这些 AI 的技术会在 5G 和 6G 的推动下得到更广泛的应用。

5G 让 AI 做得更好、更便捷,也让 AI 能够落地到我们的终端。但从另一方面来说,AI 也为通信带来了革命性的研究方向。虽然 AI 在很多方面都有很好的算力和功能,但是总结起来,AI 的大部分应用还是为了解决那些目前人类很难解决的问题。无线通信中有一些问题是我们已经解决得非常好的,比如说香农定理、调制和解调、编码和解码,以最大似然(Maximum Likelihood)的方法寻找最优算法等。在这些领域,其实 AI 很难带来很大的帮助。

但是另外一方面,无线通信领域有非常多的瓶颈,比如其中一个挑战是难以建模的问题。从基站到手机,无线通信的信道千变万化。不同的人在室外、室内移动的场景中,进行信道估计、信道建模和信道反馈,可能是 AI 会对无线通信产生很大影响的一个领域。第二个挑战是最优解的计算不可行性。比如我们要在大规模天线数非常高而且带宽非常大的场景下进行最优化的计算,其中的算力可能非常大,用传统的方式来计算,运算量和耗电量都会非常大。在这种情况下,我们就可以用 AI 来帮忙。就好像在下围棋的时候,让一位棋手记住一万个甚至一亿个棋谱是难以想象的,但 AI 很快就可以把这些训练做完。在一些最优解的计算不可行的情况下,AI 可以为我们提供帮助。再比如说对非线性问题进行处理,在通信系统中,有一部分问题是可以用线性方法来解决的,而另一部分需要用非线性方法解决。在解决这类在传统通信理论下不能解决的问题时,AI 将很好地发挥它的优势。

接下来介绍几个高通最近在 AI 方面做的演示和实验。第一个是通过 AI 进一步增强 5G 大规模 MIMO(多天线列阵)系统的信道反馈。AI算法可以帮助提升下行速率,同时减少上行反馈的数据,从两方面帮助无线通信系统获得更高流量和吞吐量。

第二个是移动 5G 毫米波的波束跟踪与预测。我们知道,波束要实时跟踪一个移动的人,会产生较高的系统消耗。人的轨迹是有可能通过 AI 的方式来进行预测的,高通在圣迭戈完成的 OTA 系统中,我们通过毫米波与 AI 的结合,成功实现了毫米波系统的节能,减少了整个系统的消耗。

第三个是传感器融合支持下的 5G 高精定位。通信传感一体化是 6G 的一个重要研究方向之一我们在实验中将传感器和 5G 高精度定位,以及卫星定位三者融合,合力提升 5G 支持下的物体定位精度。

第四个是 5G 毫米波网络拓扑优化。网络拓扑是一个非常复杂的系统,比如在哈尔滨这样一个城市,在何处建基站,覆盖到多少用户,如何提升基站的覆盖,与此同时做到最优化最节能最绿色的网络等等。在考虑网络拓扑相关的问题时,AI 可以被很好地应用于探索和平衡不同选项的性能或成本效益,提升网络部署的效率。

此外,5G 也正呈现出非常好的发展趋势,正在加速各行各业数字化的转型。5G 已经不再只是一个简单的通信手段,而是一项能够推动各行各业数字化转型的非常核心的技术,赋能包括交通、智能制造、工业、零售、能源,以及各类垂直领域的应用。

我们现在常听到的 " 元宇宙 " 就是其中之一。从 1G 到 4G 的通信技术都是实体世界的通信,也就是人与人、物与物之间的通信。但到了 5G、6G 时代,我们可以通过这些通信手段,打造出一个数字世界,从而支持更多数字领域的优化,比如数字孪生、虚拟世界等等。实体世界、数字世界与虚拟世界的融合,可以为界面交互带来全新机遇,提供全新的人机界面——而这不仅基于 5G、6G 等通信技术,也包括 AI 和计算机视觉,以及其他技术的融合。

当我们将 AI 技术与计算机视觉技术应用到 XR 的头显设备中,可以实现六自由度(6-DOF)的运算,包括计算出头部的精准定位以及旋转时人眼看向的方向。这些六自由度的信息通过 5G 网络传输给 5G 基站,在边缘云完成一次渲染,边缘云的渲染可以将用户想要看到的图像再传输回用户的 VR/XR 的眼镜。整个流程,从头部转动、眼睛看向一个方向,到最后画面呈现到用户眼前,时延低于 70 毫秒,其中 5G 往返时延(RTT),也就是空口时延不超过 20 毫秒。这一技术应用非常好地体现了 5G 在特定应用中所能达到的关键性能指标,并能够满足极致的时延要求。从 " 动作 " 到 " 显示 " 时延极低,这可以让用户感觉不到时延的存在。同时,我们还做到了单眼 2Kx2K 的速率,保持了约 50Mbps 的稳定平均下行吞吐量,以及约 1Mbps、500Hz 姿势更新率的稳定上行吞吐量。

最近我们与合作伙伴——中国移动和中赫集团,一起将分离式渲染技术的解决方案应用到了北京工人体育场的体育赛事中,希望让观众在观看赛事时,拥有极致的沉浸式 XR 体验,能够看到多视角的 4K 视频传输,并享受高密度场馆的连接体验。至今,在美国的一些运动赛事中我们已经完成了这样的技术指标和演示,如多角度地观看橄榄球比赛。我们非常期待把 XR 技术通过 5G 和 6G 来进一步地推广到终端,即用户的手中。这一案例也是 5G Advanced 和 6G 技术应用的场景之一。

从技术的角度来说,在通往 6G 的路上有很多的研究方向。我刚才讲述的两个例子就都属于其中的研究方向之一:一个是 AI 在无线通信技术上的应用,另一个是融合世界以及元宇宙中的 VR/XR 如何能够获得 5G 与 6G 的赋能。除此之外,通往 6G 的主要研究方向还有频谱扩展和共享——即从 6G 以下的频谱扩展到毫米波的频谱,甚至扩展至更高频段的广域覆盖;可扩展的网络架构,即 5G 和 6G 的拓扑,毫米波的拓扑等等。甚至,我们所考虑的进一步下沉的网络架构,以及如何能让终端得到更多 AI 和算力的支持等。

从无线空口的角度来说,我们关注大规模的天线技术、移动毫米波的持续演进,可配置的智能穿戴技术,以及非地面通信、天空地一体化技术。

与此同时,我们也关注了不少与 6G 相关的技术演进。在这里,我简单地介绍几个目前高通在圣迭戈所进行的关于 6G 和 5G Advanced 的基础性空口创新。

第一个是全双工技术演进。我们所说的大部分现代通信系统,原本只能做到在不同时间分别进行上下行传输,或者在不同频率进行上下行传输。但是,我们在圣迭戈对这一项技术进行了演进,使得全双工技术能够做到在同样时间、同样频谱上,既能实现上行传输也能实现下行传输。

第二个是移动毫米波演进。这项技术演进,使我们能够通过 AI 的方式,在时域中判断出下一个时间点波束的大致方向;在频域、时域或空间域中,预测出你在空间域中的波束的大致方向;此外,我们还能对接收信号强度指示(RSSI)进行预测——这些也是我们在现在的 Release 18,即当前正进行的 5G 第四个标准版本中,努力推进的 AI 在无线方面的应用。此外,我们在绿色网络、5G 定位等方面也进行了技术演进。

与此同时,高通扩展了全新用例,例如在赋能元宇宙方面,我们进行了许多与 XR 相关的推广和应用;在中国,我们还完成了对时间敏感网络(TSN)应用的推进,将 5G 技术应用到工业物联网中,因为该技术能够解决有关时间敏感机制的应用问题,并且对时延进行控制,达到最低时延。不仅如此,我们还完成了汽车自动驾驶安全性的研究,以及一些通感一体化的外场实验。

最后,我想说的是,之前我所提到的任何一个技术,其实都可能成为在 6G 中实现的技术。但在研究过程中,如果我们所测试的技术已经成熟,那么我们就会将它提前引进到 5G Advanced 中来,毕竟 5G 还有 3 个 Release 版本的发展空间。综上所述,我们现在所进行的不少研究,例如 AI,已经在 Release 18 版本中推进;通感一体化的研究,目前也正在 3GPP SA 组讨论中,或将成为 5G Advanced 的应用场景。有一些趋势和场景,也会逐渐从 5G-Advanced 演变为 6G 的一部分,我们会不断地推动技术向前演进。

我们非常期待在 5G Advanced 和 6G 的研究与商用当中,能够有机会和在座的各位进行更多的交流与合作,共同努力将技术推广到各行各业、千家万户。

谢谢。

免责声明:市场有风险,选择需谨慎!此文仅供参考,不作买卖依据。

一起剪

一起剪

ZAKER旗下免费视频剪辑工具

智慧云

智慧云

ZAKER旗下新媒体协同创作平台

相关标签

5g 6g 高通 5g网络
相关文章
评论
没有更多评论了
取消

登录后才可以发布评论哦

打开小程序可以发布评论哦

12 我来说两句…
打开 ZAKER 参与讨论