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淺談:無線通信技術(shù)發(fā)展趨勢

2020-01-03 10:53:21

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  近年來隨著智能終端的普及以及應(yīng)用的多樣化(高清視頻、VR和AR),催生了無線通信的迅速發(fā)展,預(yù)計2019年底,5G將逐漸進入商用階段。

  那么5G有什么特色呢?5G具有大規(guī)模MIMO、新型多址接入、新型信道編碼、新型調(diào)制等方面的特性,相對于4G通信而言,具有更大的傳輸速率、更低的傳輸延遲以及更多的接入用戶等優(yōu)點。

  從研究的角度,我們可以開始考慮研究5G之后,未來通信技術(shù)的發(fā)展趨勢。

  (1) 毫米波大規(guī)模MIMO系統(tǒng)

  (2) 高速移動通信系統(tǒng)

  (3) 基于業(yè)務(wù)的按需(專用)通信系統(tǒng)

  (4) 智能通信

  (5) 量子計算、區(qū)塊鏈在無線通信中的應(yīng)用研究

  我們主要關(guān)注通信系統(tǒng)的架構(gòu)以及關(guān)鍵算法的研究與實現(xiàn)。對應(yīng)每個通信系統(tǒng),其對應(yīng)的信號處理環(huán)節(jié)涉及到以下部分:

  (1) 信道建模

  (2) 信道估計

  (3) 均衡

  (4) 檢測

  (5) 譯碼

  (6) CSI反饋

  (7) 預(yù)編碼

  (8) 調(diào)制

  (9) 信道編碼

  除了上述的基帶信號處理環(huán)節(jié),目前也有科研人員正在嘗試復(fù)雜的信號處理環(huán)節(jié)簡化,通過“黑匣子”方式,利用人工智能,實現(xiàn)信息的正確傳輸。筆者對這類嘗試持有謹慎的關(guān)注,如果所采用的人工智能架構(gòu)或算法可解釋性不強,一旦通信出現(xiàn)異常,如何查找原因,如果尋找對策,這都是比較具有挑戰(zhàn)性的問題。至少目前,我們認為現(xiàn)有的人工智能的方法論以及具體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在可解釋性方面還存在不足。

  除此之外,對于通信物理層之前的處理,涉及到更基礎(chǔ)的電磁頻譜的感知、識別與處理,這里面也有很多的技術(shù)挑戰(zhàn):多源感知與融合、電磁信號的識別、電磁歷史數(shù)據(jù)的信息挖掘、電磁態(tài)勢的感知、電磁事件的預(yù)測等,其中,在動態(tài)頻譜共享方面,近年來也開始引入人工智能,例如DARPA舉辦的人工智能的動態(tài)頻譜共享競賽,進一步提高頻譜利用率。對于通信物理層之后的處理,例如媒體接入控制(MAC)、網(wǎng)絡(luò),也有很多值得去研究的方向,在此不再贅述。

  未來的時代,將是大數(shù)據(jù)時代,將是人工智能時代,將是區(qū)塊鏈的時代,將是量子計算的時代,這些都是我們可以預(yù)見的社會發(fā)展趨勢,積極擁抱社會發(fā)展趨勢,充分將自己的專業(yè)或業(yè)務(wù)結(jié)合合適的新技術(shù)、新方法和新手段,進行創(chuàng)新科研,提升科研指標,做出科研人員更大的貢獻。


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