1.总体概述
General overview

作为移动通信系统发展的下一步,工业界和学术界的研究主要集中在新一代移动通信和无线通信系统的开发上, 即所谓的第五代(5G)移动通信系统。对未来5G系统的要求已在不同的论坛中加以确定和讨论。5G无线接入的挑 战性要求包括:每个区域的移动数据量增加1000倍,连接设备数量增加10至100倍,典型用户数据速率提高10 至100倍,低功耗设备的电池寿命延长10倍,端到端延迟降低5倍。

除了扩展无线接入的性能范围之外,5G还可以设想包括前所未有的网络灵活性和高效自适应网络资源使用,这得 益于软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)等技术的进步,这将允许支持涉及不同类型的客户和合作伙 伴当前和新业务的模型。 具体而言,预计5G将允许移动网络运营商更好地支持来自多个垂直行业(例如,电子医 疗,汽车,能源)的客户。 在网络灵活性和网络资源效率方面具有挑战性的性能指标包括服务部署时间减少100 0倍(达到大约几小时的完整部署时间)和网络管理运营支出减少5倍。

此外,大数据分析的出现将推动5G网络的管理和运营,大数据分析已经是不同部门(如娱乐、金融服务、汽车、物流 )的基本技术。因此,由于移动网络产生的数据量巨大,可以设想大数据技术将在5G中发挥核心作用,以提取现有数 据的最高价值,特别是能够提取关于个人用户体验的宝贵知识,并利用这些知识提高移动服务提供的效率。

移动网络运营商面临的5G挑战非常关注如何平衡投资,用户体验和盈利能力。 在这方面,并且作为关键技术推动者 在网络灵活性和数据量处理的上得到了支持,确定了两个主要改进领域:(1)用于无线接入网(RAN)规划的方法, 可节省大量资本支出(2)用于RAN优化的方法,可以节省大量的运营成本。 本文认为,鉴于对5G的网络效率要求, 有必要重新审视RAN规划和优化的实际方法,形成超高效无线接入的愿景,充分利用包含知识和智能的认知能力 ,提 高自动化程度,使网络更加自主,并在运营商的无线接入网上实现个性化的用户体验。

人工智能(AI)机制,旨在开发能够感知和分析环境并采取适当行动的智能系统,将在5G生态系统中受益,因此5G时 代是基于AI的RAN管理的关键时机。

2. 基于人工智能的5G自组织网络
5g self-organizing network based on Artificial Intelligence

未来5G的愿景对应于不同层次的高度异构网络,包括多个无线接入技术(RAT),多个小区层,多个频谱带,多种类型 的设备和服务等。因此,整体RAN规划和优化 构成5G概念成功关键点的过程将表现出极大的复杂性。 在这方面,2G / 3G / 4G等传统系统已经开始通过引入SON功能在规划和优化过程中实现更高程度的自动化。

SON指的是一组特性和功能,旨在减少或消除网络生命周期中手动活动的需要。 随着SON的引入,网络的经典手动规划, 部署,优化和维护活动可以由更自主和自动化的流程替换和支持,可以降低运营成本并最大限度地减少人为错误。 在本 文的上下文中,可以从AI概念的应用中受益的SON功能按以下类别组织:
自规划:在特定区域决定是否需要推出新的网络资源(例如,新单元、现有单元中的新组件载体)的过程的自动化,并为这 些资源确定适当的配置和设置。
自优化:当网络处于运行状态时,自优化包括通过优化不同的网络设置,在覆盖范围、容量和服务质量方面提高或保持网络 性能的过程集。如移动负载平衡、移动健壮性优化、自动邻居关系、覆盖和容量优化、接纳控制和包调度优化、小区间干扰 协调和节能。
自我修复:与故障管理和故障纠正相关的过程的自动化,通常与硬件或软件问题相关,以保持网络的运行,同时等待更持久的 解决方案来修复它或防止出现破坏性问题。自修复功能的例子包括小区停用检测和小区停用补偿。 鉴于RAN的管理流程与技 术无关,预计5G SON功能的大部分将与传统系统中的功能类似。 然而,由于先进的机制,可能会产生额外的功能。 例如, 更先进的频谱管理模型,应从更广泛的角度考虑在5G中的给定时间和地点提供频谱资源的供应,并将其视为一种动态的自我 规划机制。 虽然目前的SON愿景表现出内在的反应式设计方法和缺乏网络的端到端知识,但基于人工智能的工具的加入能够 将5G中SON范式的演变转变为更加主动的方法,能够利用运营商提供的大量数据,并结合来自最终用户体验和最终用户行为 特征的其他维度。
3 5G时代,你的设备必将越来越懂你
In the 5g era, your equipment will understand you more and more

在CES2018期间,高通总裁克里斯蒂安诺·阿蒙在“移动创新:5G将如何改变未来”论坛上阐述了这样一个观点:“5G将能确保 每一个连接都将是无线的,它将彻底改变我们现有的连接方式,不仅仅是现在的移动使用场景,而是几乎生活中的方方面面。” 5G真正在改变的,是我们被各种线束所束缚的生活。5G技术的加持下,信息传输之间不必再通过有线相互连接,设备与设备之 间的联系更为紧密,高速网络与人工智能加持下,身边的设备也更懂你。就在而本月25日,高通技术与合作峰会即将召开,围 绕5G网络、射频以及人工智能的话题势必再次展开和并进行深度探讨。

4 人工智能和5G,都在慢慢变成现实
Artificial intelligence and 5g are slowly becoming a reality

人工智能和5G,它们不是一个空谈的话题,两者都在慢慢成为现实。在高通最新推出的骁龙845移动平台中,就已经有了诸多有关 AI运算的特性。高通相信,人工智能将不会只处于云端,AI计算正在从云端走向终端,在AI计算时,手机芯片本身是否具备神经计 算能力将会尤为重要。事实上,本地的人工智能运算也将更有利于隐私数据的保护。 在智能手机体验中, AI的优势是显而易见的, 比如个人健康监控,随着使用的增加,AI会记录下普通用户的个人身体状况,并定制出最适合你的健康计划;在热门的游戏方面,A I能够对用户本身的操作逻辑和习惯进行侦测,随后会在网络状况或是系统资源不足时提前做出预判以保证游戏的顺利进行;当手机 拍照时,机器学习还能自动对用户的构图、对焦点进行预判,从而提高相机的表现。在高通骁龙845移动平台中,通过Hexagon DS P、Adreno GPU以及Kryo CPU的异构架构运算,这些功能都将得以实现。而不同的组件在完成AI计算时,可以针对不同的场景提 供最优的解决方案。

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