人工智能频谱竞赛 这对5G意味着什么?

人工智能用于控制交通堵塞。在轰轰烈烈的城市智能改造浪潮下,每个人都或多或少听说过它。那么,使用人工智能来管理不可见的数据高速公路怎么样?

是的,它指的是同样热门的5G结构。

今天,大多数读者可能已经理解了频谱对5G的重要性,获得频谱的方式更直接,要么通过竞争性拍卖,要么通过国家分配和许可。如今,各国对频谱资源的“抢占”竞争早已结束。面对高昂的建设成本,运营商的当务之急自然是如何提高频谱利用率。

其中,频谱共享被视为解决频谱稀缺的关键途径。然而,在时间的进程中,有许多不可忽视的难题。人工智能将如何影响5G跟随现实的脚步?

频谱共享有什么困难?

首先需要弄清楚的是什么是频谱共享。

简而言之,这意味着不同标准的网络可以根据自己的业务情况释放一些频谱资源,并与其他网络一起使用。例如,在5G的开始,如果4G的原始频谱的一部分被划分为5G使用,那么4G的可用频谱将直接减少,并且同时没有那么多5G终端,因此分配过去的频谱是浪费的。

那么,实现高低频段的频谱共享,使数据可以在原来的“4G专用”和“5G专用”信道上自由传输,互不干扰,就像超级跑车和普通汽车可以在同一条路上一起来回行驶一样,这样的网络融合不是更能有效缓解频谱供需矛盾吗?

事实上,早在2017年,当3GPP加速5G标准时,5G NR频谱共享研究也被引入,并且频谱共享被视为5G标准的一个组成部分。但到目前为止,频谱共享还没有得到广泛推广。

(美国频谱分配图)

不是运营商不给力,而是应用困难的核心原因仍有待业界解决:

首先是技术挑战。频谱共享意味着两个无线通信网络应该共享一个统一的频带,但是信道之间容易产生相互干扰的兼容性问题。

例如,4G是具有相对广泛的信道配置的宽带系统,而5G也是宽带系统。还有各种各样的物理通道。为了防止两个系统之间的干扰,有必要提出非常精确的“交通规则”,以避免“碰撞”。

同时,越来越多的网络系统共存,进一步增加了共享的难度。除了现有的2G/3G/4G/5G外,卫星互联网和军事系统也在扩张。

早在2015年,美国联邦通信和通信委员会(FCC)就发布了150兆赫兹宽带住宅宽带无线电服务(CBRS)频带,允许其他用户使用它来缓解频谱资源稀缺和日益拥挤的压力。然而,对于2G/3G和其他网络来说,降低频率并返回网络不是一蹴而就的。在此期间,如何协调5G建设与频谱供需,成为运营商生存的必要条件。

人工智能,一种“特殊药物”,在5G时扔了什么?

在5G完成一系列基本准备工作后,是时候进入产业链的中间层,真正思考如何提高运营效率,从而实现用户体验和商业利益的双重保障。

在我们看来,一个能够合理协调的人工智能算法可能是支持5G网络和现实世界的最关键的存在。至少在频谱共享方面,人工智能可以发挥三个关键作用:

一是准确的认知。管理频谱池使用的前提是了解所有节点。即使在弱环境中,它也能确保成功共享,而不会对其他无线电波造成射频干扰。过去,电磁频谱中能量波动的检测只能通过自动检测器来识别,但这些检测器往往缺乏足够的识别能力,混淆或忽略雷达等重要信号。人工智能可以提高探测器的精度。

不久前,国家标准和技术研究所(NIST)培训了八种深度学习算法,能够识别近15000个60秒雷达信号频谱图。

第二是智能调度。多个系统的共存也使得预测网络流量峰值的变化更加困难。智能算法可以根据实际流量需求在4G和5G之间调整系统容量,从而使混合网络5G解决方案的所有设备始终保持最佳性能。

例如,华为的云空气解决方案和爱立信的频谱共享软件使用智能调度算法来实现4G和5G可以在同一载频上同时运行并按需分配的可行性。

第三,高效部署。5G运营商的最终竞争仍然落在服务创新上。然而,不同类型的服务对网络指示器有不同的要求。海量物联网的逐步接入也对运营商的承载能力提出了更高的要求。为了支持多样化的业务需求和快速的应用开发,尽快从用户那里获得投资收益是至关重要的。借助人工智能的高效部署能力,快速分发应用程序并率先帮助用户获得最佳5G体验至关重要。

总之,在这场5G频谱之战中,人工智能被用来实现精细化管理。这一主张正等待一系列实践者,如顶级设计、运营商、基础设施供应商和开发人员共同努力来构建它。

未来的工业机会在哪里?

在承载数十亿网民的通信系统上进行改进操作并不容易。然而,困难也意味着机会。

谁能在这场频谱共享的技术争夺战中独领风骚,谁就能在“供水商”的角色中率先挖掘出5G革命的第一座金矿。

目前,机会更有可能出现的一个领域是云网络基础设施。

由于不同运营商的业务需求在时间、空间和频率上不一致,因此有必要在多个运营商的频谱之间建立共享接口,以交换信息和协商频谱共享规则。然而,由于竞争,运营商不会也不会交换更多细节的敏感信息。如何基于模糊信息控制频谱资源?今天,我们知道许多人工智能功能已经集成到云中。核心在线云可以实现运营商空中接口资源的多维整合,这已成为大势所趋。

另一个是跨终端的广义物联网。

众所周知,在工业互联网和汽车网络的智能化改造中,需要在多网络系统和多终端之间建立稳定的连接。可以说,它是5G应用的前哨站,是频谱共享的实验场。目前,已经规划了一些政策来划分一些新的频带以支持其发展。同时,在确保无无线电干扰的前提下,三家运营商也在利用现有网络进行窄带物联网测试。未来,宽带系统的频率共享和管理方法将可能在这一领域处于领先地位。行业本身也将有机会先品尝5G甜味。

频谱战也可能延伸到更远的6G建筑。然而,频谱共享已经真正从技术蓝图上实现,人工智能产业的支持是必不可少的。我们也逐步看到城市智能化升级的方向。