展示無線網(wǎng)絡中可互操作的多廠商AI的價值

供稿 / 2025-03-03 11:122759

標簽：2025MWC Barcelona

高通技術公司和諾基亞貝爾實驗室持續(xù)合作，展示了無線網(wǎng)絡中可互操作的多廠商AI的價值。在2024年世界移動通信大會（MWC 2024）上，我們首次展示了AI增強信道狀態(tài)反饋編碼器和解碼器模型的OTA互操作性，該模型分別運行在搭載高通5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)的參考移動終端和諾基亞原型基站上。

雙方使用被稱為“序列學習”的新技術開發(fā)了這些可互操作的模型。通過序列學習，多家公司能夠協(xié)同設計可互操作AI模型，而無需共享各自實現(xiàn)方案的專有細節(jié)，公司之間共享模型輸入/輸出對的訓練數(shù)據(jù)集即可。

基于這一概念驗證，我們持續(xù)合作，展示可互操作AI面向信道狀態(tài)反饋（Channel State Feedback, CSF）的價值、靈活性和可擴展性。

無線AI在不同物理環(huán)境下的魯棒性

隨著AI技術在實際網(wǎng)絡中部署，確保模型在不同環(huán)境中穩(wěn)健運行尤為重要。訓練數(shù)據(jù)集應具有足夠的多樣性以確保AI模型有效學習；然而，讓數(shù)據(jù)集涵蓋所有可能場景是不現(xiàn)實的。因此，將訓練成果泛化以應對新情況的能力，對AI模型至關重要。在雙方的合作中，我們研究了三個不同的基站站點：一個郊區(qū)室外位置（室外站點）和兩個不同的室內(nèi)環(huán)境（室內(nèi)站點1和室內(nèi)站點2）。

在第一個場景中，我們對使用多元數(shù)據(jù)集訓練的通用AI模型和在特定地點訓練的超本地化模型進行了性能對比。下圖總結了在室外站點和室內(nèi)站點1實現(xiàn)的平均吞吐量?？梢钥闯觯ㄓ肁I模型可在不同環(huán)境下工作，性能媲美超本地化模型。

圖1. 通用模型 vs. 超本地化AI模型實現(xiàn)的平均吞吐量（Mbps）

隨后，我們對通用模型進行調(diào)整，接入了來自室內(nèi)站點2的數(shù)據(jù)（即調(diào)整后的通用模型），然后在室內(nèi)站點2內(nèi)的4個不同位置測量用戶數(shù)據(jù)吞吐量。如圖所示，在所有場景中，通用模型與調(diào)整后的通用模型其性能差異在1%以內(nèi)，表明一般通用模型在新場景中穩(wěn)健可靠。

圖2. 通用 vs. 調(diào)整后的通用模型實現(xiàn)的平均吞吐量（Mbps）

相比波束網(wǎng)格反饋實現(xiàn)的吞吐量增益

AI增強CSF讓網(wǎng)絡能夠以更精確的波束模式進行傳輸，從而提高接收信號強度，減少干擾，最終提供更高數(shù)據(jù)吞吐量。我們記錄了移動用戶在站點內(nèi)不同位置移動時，分別基于AI的反饋和基于波束網(wǎng)格的反饋（3GPP Type I）所實現(xiàn)的數(shù)據(jù)吞吐量，以此測量性能提升。

如下列條形圖所示，使用AI反饋實現(xiàn)了更高吞吐量，每個位置的吞吐量增益從15%到95%不等。在實際商用系統(tǒng)中，AI增強CSF下所觀察到的吞吐量增益將取決于諸多因素。然而，這一概念驗證的結果結合大量模擬研究表明，通過AI增強實現(xiàn)的吞吐量將始終高于通過傳統(tǒng)方法實現(xiàn)的吞吐量。

圖3. 相比Type I反饋在室外和室內(nèi)測試中的增益百分比

網(wǎng)絡解碼器優(yōu)先序列學習

序列學習可以通過兩種方式進行，終端編碼器優(yōu)先（device encoder-first）或網(wǎng)絡解碼器優(yōu)先（network decoder-first），二者在部署和標準化方面具有不同的影響。為了順應3GPP對解碼器優(yōu)先方式與日俱增的關注，今年我們將原本的編碼器優(yōu)先演示替換成了解碼器優(yōu)先模型訓練。

在MWC 2024上演示的編碼器優(yōu)先方式中，高通技術公司設計了編碼器模型，生成一組輸入/輸出對的訓練數(shù)據(jù)集，并將數(shù)據(jù)集分享給諾基亞，后者隨之設計了可互操作解碼器。今年，通過解碼器優(yōu)先的方式，由諾基亞設計解碼器模型，生成并共享解碼器輸入/輸出對的訓練數(shù)據(jù)集，以供高通技術公司設計可互操作編碼器。我們發(fā)現(xiàn)，通過這兩種模式設計出的模型性能相當，差異在幾個百分點以內(nèi)。

總結

高通技術公司和諾基亞貝爾實驗室聯(lián)合展示的原型系統(tǒng)是AI增強通信從概念走向現(xiàn)實的關鍵一步。結果表明，通過多種學習模式，可以穩(wěn)健地顯著提升用戶體驗。隨著我們學習設計可互操作的多廠商AI系統(tǒng)，將能夠實現(xiàn)更大的容量、更高的可靠性和更低的能耗。

這篇博客也于2025年2月26日在諾基亞官網(wǎng)上發(fā)布

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