機器學習如何解決複雜的5G基帶技術帶來的挑戰？

今年巴塞羅那舉辦的世界移動大會（MWC）充滿了令人興奮的產品發布和公告。雖然有少數產品正試圖重燃經典，像諾基亞8110 4G手機是依照最初的《黑客帝國》電影復古改造而來的，但大多數產品則是展望未來。其中兩種技術尤其代表了移動世界的未來：人工智慧（AI）和5G通信。但這兩個領域之間的聯繫是什麼？繼續閱讀下面的文章將找到答案。

5G+AI=未來（圖片來源於： Shutterstock）

人工智慧是最受歡迎的流行詞，但真實性有多少?

人工智慧是一個巨大的商機。據畢馬威統計，人工智慧和機器學習在2017年獲得了120億美元的風投，比前年增加了一倍。但如同每一個熱門趨勢一樣，這個詞的使用範圍遠遠超出了它的真實含義。不要誤解我的意思，從自動駕駛車輛和機器人，到智能音箱和耳機，人工智慧正在改變世界。然而，許多產品將人工智慧作為賣點，但實際上是基於已經編寫好演算法，所以分辨流行辭彙和實際是非常重要的。

人工智慧的使用也許並不是為了創造一個像影片《真實的人類》（Humans）里一樣超級智能強大的人形機器，或是《西部世界》（Westworld）裡面的機器人。它可以被應用於更普遍更專業的應用上。但要被認定是人工智慧，它將包括一個學習過程和生成一個結果，可能無法通過簡單野蠻的計算實現。這種類型的人工智慧正變得非常普遍，尤其是圍繞深度學習和神經網路，它們驅動的許多技術每天被數百萬人使用。

5G的挑戰：極快的速度伴隨極高的複雜度

MWC另一個巨大的話題是5G。我的同事給出了2017年中期的5G態勢這個不錯的概述，令人印象深刻的是可以看到5G技術已經發展了多遠。5G有望成為革命性的技術，推動如自動駕駛車輛、智能家居和智慧城市、移動增強和虛擬現實以及4K視頻流應用的發展。這樣的預期已經持續了一段時間，現在，5G的潛力正在開始結晶。

一個例子是最近諾基亞發布ReefShark Soc準備迎接 5G的挑戰，其中包括用於無線通信的CEVA-XC架構。據路透社報道，甚至唐納德·特朗普總統的安全團隊都希望加快啟動美國的5G網路建設，作為應對來自海外網路和經濟安全威脅的對策。現在可以有把握地說，人人都知道5G是通信的未來。

5G令人滿意的原因有很多。它的帶寬將遠遠大於4G，可以支持之前不可用的流媒體內容。可靠性大大提升，使關鍵性任務和極低延時的場景，例如自動駕駛得到保障。它還將大幅增加可連接設備的數量，互聯設備將呈指數級增長，形成物聯網（IoT）。所以，從家用最小的感測器到最複雜的自動化車輛，都將受益於5G技術。

極其複雜的計算也會帶來問題。例如高達60 GHz的毫米波頻段技術，大規模MIMO（多輸入多輸出支持64-256天線）和低波段 sub-6GHz的頻率，為5G物理層（PHY）引入了新的挑戰和大量複雜且非線性的計算。除了所有這些複雜性，5G的定義還沒有正式標準化。5G新空口（NR）release-15是3GPP最新發布的版本，但目前所有晶元必須保持支持release-16的靈活性，以及非3GPP標準的其他版本。滿足這些要求需要一種與以往不同的全新方法。

我們在巴塞羅那展台演示的5G demo（圖片來源於：CEVA)

用機器學習和功能強大的DSP承擔5G的挑戰

在我們的MWC展位，我們介紹的方案可以解決這些令人生畏的挑戰。CEVA PentaG是一種先進的針對智能手機和寬頻連接設備的5G NR IP平台。這個特有方案結合了我們作為通信DSP領導者的豐富經驗，和我們在人工智慧特別是機器學習上的專業知識。該平台集成了一個增強版的CEVA-XC4500 DSP加上先進的人工智慧處理器，一個強大的矢量MAC單元（VMU）協處理器，一組CEVA-X2 DSP和優化的硬體加速器。

這種組合具有獨一無二的能力，可以通過極低的功耗處理5G繁重的計算，並具備未來軟體更新的靈活性。我們在MWC的演示表明PentaG可以處理複雜的信道狀態信息（CSI）和最高支持MIMO4x4和256 QAM這樣具有挑戰的應用場景。CEVA 的創新方法是使用人工智慧處理5G的CSI計算，使5G先進接收器（例如基於准最大似然MIMO解碼器）達到最高的吞吐量。引入人工智慧有助於縮小性能不匹配的差距，克服現有方法的複雜性屏障。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！