達摩院定向通信技術實現突破，破解毫米波應用關鍵難題
2022-02-23 15:55:14來源：推酷編輯：時寒峰
原標題：達摩院定向通信技術實現突破，破解毫米波應用關鍵難題
2月23日，記者獲悉，達摩院成功研發新型波束管理系統，全面提升定向通信性能指標，是當前5G上傳速率的7倍，并支持24K高清全景直播。該系統創新了波束獲取、追蹤、調度和管理等多項定向通信的關鍵技術，為元宇宙、毫米波、衛星互聯網等技術的實際落地提供了通用方案。
傳輸速度不夠快，是阻礙VR等技術落地的主要因素之一。當前，主流的全向通信遭遇瓶頸，定向技術是另一個選擇，它具有獨特優勢：全向通信相當于通過一盞燈照亮整個空間，而定向通信類似于用手電筒照明，“光線”更集中，可實現更高密度、更快速率和更長距離的通信，有望突破“香農定理”的速率天花板。
但是，定向通信要求收、發兩端波束嚴格對齊，在遮擋多、移動性高、部署密集的現代通信場景下，極難保持通信穩定。
基于XG波束管理系統的定向通信，可讓VR實現視網膜級的全沉浸式體驗
另附動圖，動圖說明：
1、第一個小人描述了波束與基站建立連接的基本過程，波束調整對齊，可進行通信。
2、第二個小人發出2個波束，指向兩個基站，其中一個波束被阻擋，無法建立連接，另一個波束成功對齊，可通信。
3、第三個小人，是一個自由移動的人（速度可以很快），同樣可以進行通信。
4、第四個小人，發出的波束被阻擋，但通過墻體反射，可與基站建立連接完成通信。
為徹底解決這一技術難題，拓展前沿技術的應用邊界，達摩院XG實驗室自研一套完整的波束管理系統，實現了從硬件到算法再到系統的協同創新：
硬件層面，成功研發新型智能天線，可更有效地集中波束能量，在弱網場景下，最高上行速率是全向天線的4.8倍，下行速率更高達15倍；算法層面，首次融合Wi-Fi、IMU、GPS、輔助攝像頭等跨模態傳感器信息，可預測終端運動軌跡并主動對齊波束，大幅提高移動中的通信穩定性。
同時，XG實驗室首創“智慧大腦”——中心化調度系統，并引入終端用戶體驗質量（QoE）信息，實現全局更優的資源調配和網絡性能。
達摩院已成功將這套系統應用到毫米波全景直播場景中。依托于軟硬一體的全新設計，視頻采集端的負載和功耗顯著降低，普通無人機也能完成專業攝影車的高清、VR等素材的采集需求，解決了VR應用落地的關鍵難題。
結果顯示，該系統上下行速率最高2Gbps、延遲小于1ms，是當前5G上傳速度（約300Mbps）的7倍。2Gbps的高速率可支持24K全景直播，比肩人眼極限，真正讓VR實現視網膜級的全沉浸式體驗。
毫米波全景直播，左圖為工程師調試無人機設備，右圖為呈現場景
“XG波束管理系統兼容各頻段信號接入，并可為新技術和新協議進行調整和定制，為定向技術與各大前沿技術融合發展打下基礎。”XG實驗室技術專家胡盼介紹說，結合定向通信新框架，大規模、自由移動的元宇宙等未來前景或可提前到來。
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