20、通信技术与人工智能融合发展：现状与未来展望

通信技术与人工智能融合发展：现状与未来展望

一、提升上行链路可靠性的多连接技术

在制造和工业应用中，对通信系统提出了极高的要求，需要实现信息的高可靠、低延迟交换。为了避免或减少代价高昂的停机时间，无线电接入网络（RAN）需要进行相应设计。

（一）RAN架构与功能划分

在5G网络中，基站功能可分为三个元素：
- 中央单元（CU） ：包含RRC和PDPC等高层功能。
- 分布式单元（DU） ：包含RLC、MAC以及一些PHY层功能。
- 无线电单元（RU） ：包含较低层的PHY功能。

这种架构便于实现RAN虚拟化，可灵活分配计算资源。在具有分布式RU和DU中共享信息处理的RAN系统中，上行通信时，接收信号信息需通过速率受限的前传链路（FH）从RU传输到DU。直接转发天线的I/Q接收信号会导致极高的FH数据速率，因此在RU中对接收信号进行预处理，并仅转发DU成功检测所需的必要数据量来限制FH数据速率更为合理。

（二）信息瓶颈量化

考虑具有J个接入点（AP）的RAN系统，AP对接收到的噪声观测进行预处理，得到本地观测值yj。为降低FH数据速率，在将本地观测值转发到DU之前，对其进行压缩。由于联合量化所有接收信号在实际中不可行，因此通过本地量化器函数zj = Qj (yj)将观测值yj单独压缩为离散字母表Zj中的消息zj。设计本地量化器时，目标是针对给定的源分布p (x)，最大化源符号x与量化器输出zj之间的互信息（MI）：
[Q^{\star} j = \arg\max </