6G物理层AI关键技术白皮书
中国移动通信有限公司研究院
东南大学、清华大学·目录
1.前言.........................................................................................................................................1
2.物理层AI工作原理...............................................................................................................2
2.1无线通信系统引入AI技术的价值...............................................................................2
2.2物理层AI技术的定义和基本工作流程.......................................................................3
2.3物理层AI在无线通信网络中的作用...........................................................................4
3.基于AI的发射机/接收机技术.............................................................................................5
3.1基于AI的端到端通信链路设计...................................................................................5
3.2基于AI的发射机/接收机模块算法设计.....................................................................6
3.3小结.................................................................................................................................8
4.基于AI的大规模MIMO技术.................................................................................................9
4.1基于AI的CSI反馈.......................................................................................................9
4.2基于AI的信道估计.....................................................................................................12
4.3基于AI的信道状态信息预测.....................................................................................13
4.4面向未来的思考:基于AI的终极大规模MIMO技术...............................................14
5.无线AI算法评估准则、数据集、与泛化性.....................................................................14
5.1无线AI方案的评估指标.............................................................................................15
5.2数据集的建立准则.......................................................................................................17
5.3AI模型的开放性..........................................................................................................18
5.4泛化性提升技术...........................................................................................................18
5.5小结...............................................................................................................................19
6.未来研究与标准化展望.......................................................................................................20
7.总结.......................................................................................................................................21
8.白皮书贡献单位...................................................................................................................22
缩略语列表...............................................................................................................................24
参考文献...................................................................................................................................25中国移动 6G物理层AI关键技术白皮书(2022)
11.前言
加快发展新一代人工智能(ArtificialIntelligence,AI)是赢得全球科
技竞争主动权的重要战略抓手。面向2030+,6G有望在5G的基础之上全面实现
数字化,推动社会走向“数字孪生,智慧泛在”的愿景。为了实现这个美好愿景,
人工智能技术有望发挥重要作用。
现阶段将AI技术应用在无线网络中将有助于更精准地预测业务特征、用户
移动性、用户行为、信道环境等信息,最终通过智能资源管理与调度机制保证更
好的服务质量和用户体验,实现更好的公平性和系统资源利用率,促进无线通信
网络的开放与智能。长期来看,基于AI的无线网络设计有助于实现通信协议的
自动升级,从而有效降低网络部署与运维成本,实现移动通信产业的可持续发展。
目前AI技术已经开始在核心网、网管网优、接入网等领域发挥积极作用。
基于AI的空口传输技术(尤其是物理层AI技术)近年来已取得显著进展。大量
研究表明,将AI技术融入到新型编码调制、多址、波形设计、预编码、信道估
计、信号检测等物理层模块设计中,可带来显著的性能增益。以ITU、3GPP、
IMT-2020,IMT-2030等为代表的多个行业组织已经在数据集构建、评估准则、
典型用例等重要课题上开展深入研究,为将来无线AI技术的实际应用打下了重
要基础。然而,不可否认的是,业界在无线AI技术方面的研究仍面临诸多挑战:
缺乏科学公开的数据集:不同研究机构采用的数据集并不统一,研究结果难
以相互验证;
无线AI数据和应用具备自己独特的特征,如何将图像与语音处理领域的经
典AI算法与无线数据以及无线领域专家知识进行有机融合尚不明确;
无线通信系统的显著特征之一是通信场景复杂多变(室内、室外、高铁等)
与业务形式多样,如何让无线AI方案在有限算力前提下适用于多种通信场
景与业务形式,是业界目前需要克服的重要挑战;
无线AI的链路级和系统级性能上界尚不明确,在综合考虑算力、功耗、数
据集、信令开销等成本的前提下,AI方案对比传统基于专家知识的设计是否
有性能增益等重要问题还缺乏系统科学的分析与论证,这是无线AI未来标中国移动 6G物理层AI关键技术白皮书(2022)
2准化和产业化落地的先决条件。
无线AI是通信界重点的研究方向之一,在中国移动发布的《2030+愿景与需
求白皮书》、《2030+网络架构展望》和《2030+技术趋势》等白皮书的基础上,
本白皮书聚焦目前备受关注且颇具挑战的物理层AI技术,尝试回答业界普遍关
心的AI数据集、算
中国移动 6G物理层AI关键技术白皮书 2022
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