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

隨著(zhù)對未來(lái)6G無(wú)線(xiàn)通信標準技術(shù)組件的研究如火如荼地進(jìn)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(zhù)未來(lái)6G技術(shù)對人工智能和機器學(xué)習（AI/ML）實(shí)施模擬。在巴塞羅那世界移動(dòng)通信大會(huì )上，兩家公司將展示業(yè)界首個(gè)神經(jīng)接收器的硬件在環(huán)演示，顯示與傳統信號處理相比，使用訓練有素的ML模型可實(shí)現的性能提升。

在今年的世界移動(dòng)通信大會(huì )上，參觀(guān)者可以體驗到神經(jīng)接收器方法在5G NR上行鏈路多用戶(hù)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(kāi)源庫。

神經(jīng)接收器的概念是用訓練有素的機器學(xué)習模型取代無(wú)線(xiàn)通信系統物理層的信號處理塊。全球的學(xué)術(shù)界、領(lǐng)先的研究機構和行業(yè)專(zhuān)家預計，未來(lái)的6G標準將使用AI/ML進(jìn)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。

為了訓練機器學(xué)習模型，數據集是絕對的先決條件。通常情況下，所需的數據集訪(fǎng)問(wèn)是有限的，或者根本無(wú)法獲得。在6G早期研究的現狀中，在生成具有不同信號配置的各種數據集以訓練信號處理任務(wù)的機器學(xué)習模型時(shí)，測試和測量設備提供了一個(gè)可行的選擇。

在羅德與施瓦茨展位上展示的基于A(yíng)I/ML的神經(jīng)接收器設置中，R&S SMW200A矢量信號發(fā)生器模擬了兩個(gè)單獨的用戶(hù)，在上行方向以MIMO 2x2信號配置發(fā)射80MHz寬的信號。每個(gè)用戶(hù)都是獨立消隱的，并應用噪聲來(lái)模擬真實(shí)的無(wú)線(xiàn)電信道條件。R&S MSR4多用途衛星作為接收機，通過(guò)使用其四個(gè)相位相干的接收通道，捕捉以3GHz的載波頻率傳輸的信號。然后，數據通過(guò)實(shí)時(shí)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(jìn)行預處理，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(jìn)行快速傅里葉變換（FFT）。這個(gè)FFT后的數據集可作為使用NVIDIA Sionna實(shí)現神經(jīng)接收器的輸入。

NVIDIA Sionna是一個(gè)用于鏈路級仿真的GPU加速開(kāi)源庫。它能夠對復雜的通信系統架構進(jìn)行快速原型設計，并為6G信號處理中的機器學(xué)習集成提供本地支持。

作為演示的一部分，訓練有素的神經(jīng)接收器與線(xiàn)性最小均方誤差（LMMSE）接收器架構的經(jīng)典概念進(jìn)行了比較，后者應用基于確定性開(kāi)發(fā)的軟件算法的傳統信號處理技術(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(mén)的執行副總裁Andreas Pauly表示："在無(wú)線(xiàn)通信中使用機器學(xué)習算法進(jìn)行信號處理是目前業(yè)內非常熱門(mén)的話(huà)題，在業(yè)內同行中經(jīng)常會(huì )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(gè)測試平臺上合作。它將使研究人員和行業(yè)專(zhuān)家能夠根據數據驅動(dòng)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(shí)驗中對其進(jìn)行測試"。

英偉達電信部高級副總裁Ronnie Vasishta表示："與傳統的信號處理相比，經(jīng)過(guò)訓練的ML模型為提高性能開(kāi)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(zhù)業(yè)界在展示人工智能和機器學(xué)習在6G技術(shù)中的效用方面的一個(gè)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(dòng)，為研究項目、行業(yè)聯(lián)盟做出貢獻，并與領(lǐng)先的研究機構和大學(xué)合作。公司的測試和測量專(zhuān)業(yè)知識和解決方案有助于為下一代無(wú)線(xiàn)通信鋪平道路，預計將在2030年左右進(jìn)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(dòng)通信大會(huì )上展示基于A(yíng)I/ML的訓練有素的神經(jīng)接收器，地點(diǎn)位于5號廳5A80展位。歡迎參觀(guān)者見(jiàn)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(zhuān)家討論細節和總體概念。