在現(xiàn)代 5G 網(wǎng)絡(luò)中，快速且準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息 (CSI)更新是保障連接質(zhì)量、優(yōu)化 MIMO 配置并提供一致用戶體驗(yàn)的核心基礎(chǔ)。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)密度的持續(xù)提升和流量規(guī)模的迅速激增，這些更新帶來的信令開銷急劇擴(kuò)大，導(dǎo)致上行帶寬的利用率出現(xiàn)瓶頸。

為應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，Altera 正依托Agilex SoC FPGA，提供由 AI 驅(qū)動(dòng)的 CSI 壓縮解決方案。結(jié)合 Altera 的FPGA AI 套件和 OpenVINO 開源工具包部署深度學(xué)習(xí)模型。

該方案能夠?qū)⒏骂l率和信令負(fù)擔(dān)降低高達(dá) 99.9%，同時(shí)確保原始 CSI 數(shù)據(jù)與重構(gòu)后的數(shù)據(jù)之間保持0.9999 以上的相關(guān)性。

面向下一代 RAN 的高效壓縮解決方案

在高移動(dòng)性場(chǎng)景中，CSI 通常需要每個(gè)傳輸時(shí)間間隔更新一次，這無疑給上行鏈路容量帶來了持續(xù)的壓力。

針對(duì)這一問題，新方案采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)編碼器，通過在代表性信道數(shù)據(jù)上開展訓(xùn)練，能夠以更高的準(zhǔn)確性實(shí)現(xiàn) CSI 壓縮和重構(gòu)。此舉不僅有助于減少信令數(shù)量，還能釋放頻譜資源供用戶數(shù)據(jù)使用，進(jìn)而全面提升整體網(wǎng)絡(luò)效率。

技術(shù)亮點(diǎn)

信令開銷降低高達(dá) 99.9%，同時(shí)保持CSI 的無損保真度；

原始與重構(gòu)信道矩陣相關(guān)性高達(dá) 0.9999 以上；

基于FPGA AI 套件、OpenVINO 及Quartus Prime實(shí)現(xiàn)技術(shù)落地；

采用基于 MATLAB 的信號(hào)處理方案；

符合 3GPP 5G Rel-17 標(biāo)準(zhǔn)，并可適配新興的 6G 框架。

這一解決方案清晰展現(xiàn)了如何借助高能效的 FPGA 邏輯結(jié)構(gòu)，通過在邊緣實(shí)時(shí)執(zhí)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)化，以 AI 替代傳統(tǒng)人工調(diào)優(yōu)的啟發(fā)式方法。

以 FPGAi 打造更高效的無線解決方案

FPGAi 作為 Altera 面向 FPGA 架構(gòu)的 AI 原生方法，CSI 壓縮僅是其廣泛應(yīng)用中的一個(gè)典型案例。

FPGAi 還將驅(qū)動(dòng) RAN 系統(tǒng)向著更智能、更高效的方向持續(xù)演進(jìn)。借助 Agilex SoC FPGA，開發(fā)人員能夠?qū)⑾冗M(jìn)的 AI 功能深度集成至無線信號(hào)鏈，進(jìn)而有效攻克帶寬、時(shí)延和功耗三大核心挑戰(zhàn)。