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达摩院定向通信技术实现突破,破解毫米波应用关键难题

猎云网 2022-02-23 15:47

达摩院定向通信技术实现突破,破解毫米波应用关键难题

 

【猎云网(微信:ilieyun)北京】2月23日报道

2月23日,记者获悉,达摩院成功研发新型波束管理系统,全面提升定向通信性能指标,是当前5G上传速率的7倍,并支持24K高清全景直播。该系统创新了波束获取、追踪、调度和管理等多项定向通信的关键技术,为元宇宙、毫米波、卫星互联网等技术的实际落地提供了通用方案。

传输速度不够快,是阻碍VR等技术落地的主要因素之一。当前,主流的全向通信遭遇瓶颈,定向技术是另一个选择,它具有独特优势:全向通信相当于通过一盏灯照亮整个空间,而定向通信类似于用手电筒照明,“光线”更集中,可实现更高密度、更快速率和更长距离的通信,有望突破“香农定理”的速率天花板。

但是,定向通信要求收、发两端波束严格对齐,在遮挡多、移动性高、部署密集的现代通信场景下,极难保持通信稳定。

达摩院定向通信技术实现突破,破解毫米波应用关键难题

基于XG波束管理系统的定向通信,可让VR实现视网膜级的全沉浸式体验

达摩院定向通信技术实现突破,破解毫米波应用关键难题

另附动图,动图说明:

1、第一个小人描述了波束与基站建立连接的基本过程,波束调整对齐,可进行通信。

2、第二个小人发出2个波束,指向两个基站,其中一个波束被阻挡,无法建立连接,另一个波束成功对齐,可通信。

3、第三个小人,是一个自由移动的人(速度可以很快),同样可以进行通信。

4、第四个小人,发出的波束被阻挡,但通过墙体反射,可与基站建立连接完成通信。

为彻底解决这一技术难题,拓展前沿技术的应用边界,达摩院XG实验室自研一套完整的波束管理系统,实现了从硬件到算法再到系统的协同创新:

硬件层面,成功研发新型智能天线,可更有效地集中波束能量,在弱网场景下,最高上行速率是全向天线的4.8倍,下行速率更高达15倍;算法层面,首次融合Wi-Fi、IMU、GPS、辅助摄像头等跨模态传感器信息,可预测终端运动轨迹并主动对齐波束,大幅提高移动中的通信稳定性。

同时,XG实验室首创“智慧大脑”——中心化调度系统,并引入终端用户体验质量(QoE)信息,实现全局更优的资源调配和网络性能。

达摩院已成功将这套系统应用到毫米波全景直播场景中。依托于软硬一体的全新设计,视频采集端的负载和功耗显著降低,普通无人机也能完成专业摄影车的高清、VR等素材的采集需求,解决了VR应用落地的关键难题。

结果显示,该系统上下行速率最高2Gbps、延迟小于1ms,是当前5G上传速度(约300Mbps)的7倍。2Gbps的高速率可支持24K全景直播,比肩人眼极限,真正让VR实现视网膜级的全沉浸式体验。

达摩院定向通信技术实现突破,破解毫米波应用关键难题

毫米波全景直播,左图为工程师调试无人机设备,右图为呈现场景

“XG波束管理系统兼容各频段信号接入,并可为新技术和新协议进行调整和定制,为定向技术与各大前沿技术融合发展打下基础。”XG实验室技术专家胡盼介绍说,结合定向通信新框架,大规模、自由移动的元宇宙等未来前景或可提前到来。

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责任编辑: 4161HSS

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