移动通信与AI融合的数据格式和模型建议_第二版_13页_1mb
报告摘要
移动通信与AI融合的数据和模型建议书总结
核心内容概述
本建议书旨在探讨移动通信系统与人工智能(AI)技术融合的关键领域,包括智能解调制、信道估计、智能接收机、智能收发机、多关联任务联合优化、智能译码以及PA非线性优化等。建议书基于IMT-2030(6G)推进组2024年无线智能化关键技术测试工作,分析了AI在无线通信中产业化落地的关键难题,特别是模型泛化性对技术应用的影响。文档总结了不同厂商在上述各个技术领域的模型设计、训练数据来源、性能表现以及泛化性提升方法。
主要观点
- AI赋能无线通信:通过引入AI技术,对传统通信模块(如解调制、信道估计、接收机、译码、PA优化等)进行优化和重构,以提升系统性能和适应复杂信道环境。
- 泛化性能是关键:模型泛化能力直接影响AI在无线通信中的实际应用效果,因此提升模型泛化性成为研究重点。
- 数据来源多样化:测试数据包括仿真数据和真实空口数据,其中真实空口数据在模型微调和自适应选择中起到了重要作用。
- 模型优化方法:包括使用真实数据微调仿真模型、模型自适应选择、联合优化等,以增强模型在不同场景下的适应能力。
- 性能提升显著:部分AI技术在吞吐量、误码率等方面表现出优于传统方法的性能。
- 算力需求与资源占用:AI模型在推理过程中对算力和内存有一定需求,但通过优化可实现高效部署。
关键信息汇总
1. 基于AI的智能解调制
- 测试目标:提升解调制模型在不同信道环境下的泛化性。
- 数据来源:仿真数据与真实空口数据结合。
- 模型类型:MLP(厂家一)与CNN(厂家二)。
- 训练数据集大小:厂家一约600K条样本,厂家二约17K条样本。
- 性能提升:与传统算法相比,吞吐量提升约3%。
- 泛化性提升方法:微调与动态自适应模型。
2. 基于AI的信道估计
- 测试目标:提升信道估计模型的泛化性。
- 数据来源:仿真数据与真实空口数据结合。
- 模型类型:CNN(厂家一)与MLP(厂家二)。
- 训练数据集大小:厂家一约1.5M条样本,厂家二约20W条样本。
- 性能提升:微调模型可有效提升信道估计在新场景下的泛化性。
3. 基于AI的智能接收机
- 测试目标:提升接收机模型在不同信道环境下的泛化性。
- 数据来源:仿真数据与真实空口数据结合。
- 模型类型:Transformer(厂家一)与ResNet(厂家二)。
- 训练数据集大小:厂家一约10M条样本,厂家二约2K条样本。
- 性能提升:微调模型可有效提升接收机模型在新场景下的泛化性。
4. 基于AI的智能收发机
- 测试目标:联合优化收发端功能模块,提升整体系统性能。
- 数据来源:仿真数据与真实空口数据结合。
- 模型类型:Transformer。
- 训练数据集大小:厂家一约20M(Tx)与20W(Rx)条样本。
- 性能提升:微调模型可有效提升收发机模型在新场景下的泛化性。
5. 基于AI的多关联任务联合优化
- 测试目标:验证AI在多任务联合优化中的可行性。
- 数据来源:真实空口数据。
- 模型类型:Transformer。
- 训练数据集大小:约3K条样本。
- 性能优势:多任务联合优化方案在模型参数量上显著优于逐任务优化方案,参数量下降超过90%。
6. 基于AI的智能译码
- 测试目标:验证基于AI的LDPC译码方案的性能增益。
- 数据来源:真实空口数据与仿真数据结合。
- 模型类型:基于模型驱动的神经网络架构。
- 训练数据集大小:约25W条样本。
- 性能提升:吞吐量提升约6%。
7. 基于AI的PA非线性优化
- 测试目标:验证AI在功率放大器非线性优化中的可行性。
- 数据来源:仿真数据与实测PA数据。
- 模型类型:MLP。
- 训练数据集大小:厂家一约10W条样本,厂家二约2W条样本。
- 性能表现:在EVM和NMSE方面未表现出明显优势,需进一步优化。
关键信息表格总结
| 技术模块 | 模型类型 | 训练数据来源 | 训练数据集大小 | 模型参数量 | 模型占用内存 | 推理算力/FLOPs | 性能提升 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 智能解调制 | MLP/CNN | 仿真数据/真实空口数据 | ~600K/~17K | 4.7K/2.27M | ~30KB/8.69MB | ~5M/27.47M | 3% |
| 信道估计 | CNN/MLP | 仿真数据/真实空口数据 | 1.5M/~20W | 0.69M/1.39M | 3MB/5.7MB | 5M/2M | - |
| 智能接收机 | Transformer/ResNet | 仿真数据/真实空口数据 | ~10M/~2K | 2.37M/0.5M | ~10MB/2.6MB | ~1.2G/4G | - |
| 智能收发机 | Transformer | 仿真数据/真实空口数据 | 20M/20W | 0.134/0.943M | 0.612MB/4.4MB | 0.259M/1.273G | - |
| 多任务联合优化 | Transformer | 真实空口数据 | 3K | 0.32M | 1.3MB | 5.44M | - |
| 智能译码 | 神经网络 | 真实空口数据+仿真数据 | 25W | 75 | 50KB | 100k~150kMACs | 6% |
| PA非线性优化 | MLP | 仿真数据/实测PA数据 | 10W/2W | 8.4M/1.5K | 30MB/0.003M | 20M/1.6K | - |
参加单位
- 中国信息通信研究院移动通信创新中心
- 华为技术有限公司
- 中兴通讯股份有限公司
- 中信科移动通信技术股份有限公司
- 维沃移动通信有限公司
- 上海诺基亚贝尔股份有限公司
- 北京小米移动软件有限公司
- 紫光展锐科技有限公司
- 中国移动研究院
- 中国电信研究院
- 中国联通研究院
总结
本建议书系统地介绍了AI在移动通信中的应用现状与发展方向,重点分析了AI在提升模型泛化性、优化通信性能等方面的作用。通过引入真实空口数据对仿真模型进行微调和自适应选择,可以显著增强模型在实际环境中的适应能力。测试结果显示,部分AI技术在吞吐量、误码率等方面表现出优势,但某些技术如PA非线性优化仍需进一步研究。文档为无线AI技术的产业化提供了数据和模型方面的指导,有助于推动技术共识的形成。
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