邁向6G:羅德與施瓦茨在巴塞羅那世界移動通信大會上與英偉達共同展示了基于AI/ML的神經(jīng)接收器

隨著對未來6G無線通信標準技術(shù)組件的研究如火如荼地進行，人們也在探索6G的AI原生空中接口的可能性。羅德與施瓦茨與英偉達合作，向著未來6G技術(shù)對人工智能和機器學(xué)習(xí)（AI/ML）實施模擬。在巴塞羅那世界移動通信大會上，兩家公司將展示業(yè)界首個神經(jīng)接收器的硬件在環(huán)演示，顯示與傳統(tǒng)信號處理相比，使用訓(xùn)練有素的ML模型可實現(xiàn)的性能提升。

在今年的世界移動通信大會上，參觀者可以體驗到神經(jīng)接收器方法在5G NR上行鏈路多用戶多輸入多輸出（MUMIMO）情況下的首次演示--這可能是6G物理層的藍圖。該裝置結(jié)合了羅德與施瓦茨用于信號生成和分析的高端測試解決方案以及用于鏈路級模擬的NVIDIA Sionna? GPU加速開源庫。

神經(jīng)接收器的概念是用訓(xùn)練有素的機器學(xué)習(xí)模型取代無線通信系統(tǒng)物理層的信號處理塊。全球的學(xué)術(shù)界、領(lǐng)先的研究機構(gòu)和行業(yè)專家預(yù)計，未來的6G標準將使用AI/ML進行信號處理任務(wù)，如信道估計、信道均衡和解映射。當前的模擬表明，與目前5G NR中使用的高性能確定性軟件算法相比，神經(jīng)接收器將提高鏈路質(zhì)量并影響吞吐量。

為了訓(xùn)練機器學(xué)習(xí)模型，數(shù)據(jù)集是絕對的先決條件。通常情況下，所需的數(shù)據(jù)集訪問是有限的，或者根本無法獲得。在6G早期研究的現(xiàn)狀中，在生成具有不同信號配置的各種數(shù)據(jù)集以訓(xùn)練信號處理任務(wù)的機器學(xué)習(xí)模型時，測試和測量設(shè)備提供了一個可行的選擇。

在羅德與施瓦茨展位上展示的基于AI/ML的神經(jīng)接收器設(shè)置中，R&S SMW200A矢量信號發(fā)生器模擬了兩個單獨的用戶，在上行方向以MIMO 2x2信號配置發(fā)射80MHz寬的信號。每個用戶都是獨立消隱的，并應(yīng)用噪聲來模擬真實的無線電信道條件。R&S MSR4多用途衛(wèi)星作為接收機，通過使用其四個相位相干的接收通道，捕捉以3GHz的載波頻率傳輸?shù)男盘?。然后，?shù)據(jù)通過實時流接口提供給服務(wù)器。在那里，信號被使用R&S基于服務(wù)器的測試（SBT）框架進行預(yù)處理，包括R&S VSE矢量信號探索器（VSE）微服務(wù)。VSE信號分析軟件同步信號并進行快速傅里葉變換（FFT）。這個FFT后的數(shù)據(jù)集可作為使用NVIDIA Sionna實現(xiàn)神經(jīng)接收器的輸入。

NVIDIA Sionna是一個用于鏈路級仿真的GPU加速開源庫。它能夠?qū)?fù)雜的通信系統(tǒng)架構(gòu)進行快速原型設(shè)計，并為6G信號處理中的機器學(xué)習(xí)集成提供本地支持。

作為演示的一部分，訓(xùn)練有素的神經(jīng)接收器與線性最小均方誤差（LMMSE）接收器架構(gòu)的經(jīng)典概念進行了比較，后者應(yīng)用基于確定性開發(fā)的軟件算法的傳統(tǒng)信號處理技術(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。

羅德與施瓦茨測試與測量部門的執(zhí)行副總裁Andreas Pauly表示："在無線通信中使用機器學(xué)習(xí)算法進行信號處理是目前業(yè)內(nèi)非常熱門的話題，在業(yè)內(nèi)同行中經(jīng)常會有爭議性的討論。我們很高興能與英偉達這樣的合作伙伴在這個測試平臺上合作。它將使研究人員和行業(yè)專家能夠根據(jù)數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法驗證他們的模型，并利用我們在信號生成和分析方面的領(lǐng)先測試解決方案，在硬件在環(huán)實驗中對其進行測試"。

英偉達電信部高級副總裁Ronnie Vasishta表示："與傳統(tǒng)的信號處理相比，經(jīng)過訓(xùn)練的ML模型為提高性能開辟了相當大的潛力。羅德與施瓦茨和英偉達的這一神經(jīng)接收器的硬件在環(huán)演示，標志著業(yè)界在展示人工智能和機器學(xué)習(xí)在6G技術(shù)中的效用方面的一個里程碑。"

羅德與施瓦茨積極支持歐洲、亞洲和美國的6G研究活動，為研究項目、行業(yè)聯(lián)盟做出貢獻，并與領(lǐng)先的研究機構(gòu)和大學(xué)合作。公司的測試和測量專業(yè)知識和解決方案有助于為下一代無線通信鋪平道路，預(yù)計將在2030年左右進行商業(yè)部署。

羅德與施瓦茨將在巴塞羅那Fira Gran Via舉行的2023年世界移動通信大會上展示基于AI/ML的訓(xùn)練有素的神經(jīng)接收器，地點位于5號廳5A80展位。歡迎參觀者見證神經(jīng)接收器的性能提升，并與羅德與施瓦茨和英偉達的專家討論細節(jié)和總體概念。