专题
推动无线通信测试领域的人工智能学习发展
November 2, 2023
在启动6G研发工作时,人工智能(AI)就被确定为实现下一代无线通信所需的关键技术之一。这是因为人工智能有潜力解决该行业面临的一些更为复杂的技术挑战。但与许多新技术一样,要让人工智能在移动通信领域发挥作用,需要政府、行业、企业及学术界之间的紧密合作。
为了帮助有意部署人工智能以提升业务水平的企业,马萨诸塞州启动了一项名为“AI Jumpstart”的创新试点项目。该创新项目为波士顿东北大学(NU)的新计算基础设施提供资金支持,旨在将行业合作伙伴与世界一流的设施以及该校多个人工智能学科的研究人员联系起来。作为行业合作伙伴,是德科技自该项目获得资助的消息公布以来便一直参与其中。
作为马萨诸塞州经济发展机构“马萨诸塞州技术合作组织”(Massachusetts Technology Collaborative)与东北大学之间的一项合作项目,“AI Jumpstart”计划建立在双方长达15年的合作关系基础上。在此期间,双方持续投资于以大学为基础的研究与开发项目,并成功吸引了企业与行业的参与。通过该计划,是德科技(Keysight)与东北大学建立了一项宝贵的公私合作伙伴关系,共同开展人工智能研究。
“AI Jumpstart项目是产业界、学术界与马萨诸塞州科技局/约翰·亚当斯创新研究所之间合作的一个有力范例,”东北大学AI Jumpstart项目首席研究员迈克尔·B·西莱维奇表示。“我们与是德科技的合作搭建了一个平台,充分证明了这一方法具有巨大的可行性。”
推动人工智能学习
着眼于推动5G+和6G的发展,是德科技与东北大学通力合作,共同确定了一个可借助人工智能解决的技术难题:无线通信系统需要如何调整才能与雷达信号共存?
“是德科技与东北大学的研究人员和学生合作,界定了有助于优化无线网络部署测试技术的范围、场景和数据集,”东北大学无线物联网研究所(WIoT)副主任约瑟普·M·乔内特(Josep M. Jornet)表示。“该项目利用了东北大学‘射频竞技场’(RF Colosseum)生成的5G数据集,以及通过是德科技PathWave 软件定义的代表性雷达,以此进行人工智能学习。”
在设计好各种场景后,将是德科技生成的优先级较高的雷达信号引入了RF Colosseum平台中模拟意大利罗马实时LTE商用频谱的场景。
其输出结果是一组 I/Q 数据集,随后被用于人工智能学习。人工智能算法对这些 I/Q 采样数据进行了处理,分析了 5G 网络内的吞吐量、功率和资源分配情况。以下展示了一部分数据样本:
NU WIoT研究所所长托马索·梅洛迪亚(Tommaso Melodia)解释了这项研究的重要性:“是德科技(Keysight)与NU在无线研究和工业应用领域的射频/微波教学与测试目标是一致的。频谱共享将成为5G及未来通信的关键技术,我们通过对I/Q数据样本进行人工智能学习,旨在通过最优资源分配实现频谱共享,从而最大化吞吐量并最小化功耗。”
将人工智能学习引入工业领域
通过 AI-Jumpstart 分析,随着频谱运营朝着更宽的带宽、更高的频率和更复杂的环境发展,是德科技对无线和国防领域开发人员的测试需求有了更深入的了解。这一认识将推动是德科技对测试解决方案硬件和软件设计的更新,并推动将人工智能(AI)和机器学习(ML)融入未来的测试应用中。
“人工智能所学习的模式将帮助是德科技开发出更先进的宽带、实时捕获分析以及闭环测试应用,”是德科技6G项目经理罗杰·尼科尔斯表示。“是德科技将能够将这些技术融入新的频谱管理测试解决方案中,帮助设计人员更快速、更准确地识别、分类并优先处理感兴趣的信号和波形特征。”
此外,尼科尔斯表示,尽早采用这些人工智能测试技术将使商业和国防领域的开发人员能够及早验证新的硬件、软件/固件以及信号处理算法,从而在复杂且不断演变的频谱共享与共存环境中展示并验证其性能。
促进学生学习
虽然“AI Jumpstart”项目的主要重点是协助企业部署人工智能,但该项目在确定学生和行业工程师掌握这项新技术所需的培训方面也发挥了重要作用。
“我们代表马萨诸塞州启动了这一项目,旨在通过将本州企业与东北大学的顶尖研究人员对接,推动人工智能在本州企业的应用与整合,”马萨诸塞州科技局(MassTech)创新研究院院长帕特·拉金(Pat Larkin)表示。 “我们对是德科技项目的进展感到振奋,这不仅体现了该研究对公司产品的直接影响,同样重要的是,它彰显了与东北大学这类人才培养中心建立的牢固合作关系——在那里,学生们通过参与此类项目,能够获得实际工作中的专业技能。”
“能够与是德科技(Keysight)这样的行业合作伙伴共同参与毫米波和6G无线技术的测试、教学与研究,对于优化和制定无线网络标准及性能具有极其重要的价值,”东北大学AI Jumpstart项目主任凯里·拉帕波特(Carey Rappaport)表示。 “是德科技在射频与微波测量科学领域的核心专业知识,结合东北大学太赫兹领域的专家团队和测试平台,不仅激励学生选修相关课程并投身相关职业,还通过教学和测试技术为马萨诸塞州工业界的工程师们提供了有力支持。 ”
对尼科尔斯来说,这正是是德科技为了开发新技术而偏好的合作方式。
“我们很高兴能通过加深对软件、固件和算法设计对通信链路性能影响的理解,助力射频/微波领域人才队伍的壮大,”他表示。“通过这一正在进行的协作研究项目,我们正在探索如何运用和部署这些技术,同时为新一代工程师提供实现下一次飞跃所需的技术技能。”