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淺談:無線通信技術發展趨勢

2020-01-03 10:53:21 115

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

  那么5G有什么特色呢?5G具有大規模MIMO、新型多址接入、新型信道編碼、新型調制等方面的特性,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,未來通信技術的發展趨勢。

  (1) 毫米波大規模MIMO系統

  (2) 高速移動通信系統

  (3) 基于業務的按需(專用)通信系統

  (4) 智能通信

  (5) 量子計算、區塊鏈在無線通信中的應用研究

  我們主要關注通信系統的架構以及關鍵算法的研究與實現。對應每個通信系統,其對應的信號處理環節涉及到以下部分:

  (1) 信道建模

  (2) 信道估計

  (3) 均衡

  (4) 檢測

  (5) 譯碼

  (6) CSI反饋

  (7) 預編碼

  (8) 調制

  (9) 信道編碼

  除了上述的基帶信號處理環節,目前也有科研人員正在嘗試復雜的信號處理環節簡化,通過“黑匣子”方式,利用人工智能,實現信息的正確傳輸。筆者對這類嘗試持有謹慎的關注,如果所采用的人工智能架構或算法可解釋性不強,一旦通信出現異常,如何查找原因,如果尋找對策,這都是比較具有挑戰性的問題。至少目前,我們認為現有的人工智能的方法論以及具體的神經網絡結構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,涉及到更基礎的電磁頻譜的感知、識別與處理,這里面也有很多的技術挑戰:多源感知與融合、電磁信號的識別、電磁歷史數據的信息挖掘、電磁態勢的感知、電磁事件的預測等,其中,在動態頻譜共享方面,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)、網絡,也有很多值得去研究的方向,在此不再贅述。

  未來的時代,將是大數據時代,將是人工智能時代,將是區塊鏈的時代,將是量子計算的時代,這些都是我們可以預見的社會發展趨勢,積極擁抱社會發展趨勢,充分將自己的專業或業務結合合適的新技術、新方法和新手段,進行創新科研,提升科研指標,做出科研人員更大的貢獻。


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