《上海高研院在5G人工智能感知领域取得新进展》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2020-03-19
  • 中国科学院上海高等研究院智能信息通信技术研究与发展中心团队在IEEE Wireless Communications 杂志上发表了题为Intelligent Spectrum Sensing:When Reinforcement Learning Meets Automatic Repeat Sensing in 5G Communications 的最新研究成果。该研究提出一套基于人工智能增强学习算法的智能频谱弹性感知技术,可有效适用于5G生态体系中的各类典型应用场景,且比现有技术显著提升了性能表现。

    当前,我国社会已步入5G时代。移动设备数量与无线业务的剧增,与有限频谱资源之间的矛盾正成为制约信息智能化社会进一步发展的重要难题。可以预见,频谱资源的增长速度将远小于需求增长的速度,因此,智能化、高精度、高可靠的频谱感知技术是5G通信系统运行的重要基石。如何实现高质量的频谱资源感知与管理则是维护5G通信系统高效率运行,促进下一代移动通信发展的关键所在。 针对上述挑战,上海高研院智能信息通信技术研究与发展中心团队针对5G通信的主流发展趋势,并根据场景用户特点与应用需求的耦合性,深入分析并归类出5G生态体系中涉及频谱感知应用的三大典型应用场景。基于不同场景下优化目标的差异性,研究团队创造性地提出了一种具备弹性能力的频谱感知系统架构,该架构由人工智能增强学习算法进行驱动,利用接收端多天线之间的独立性与分集差异特性,尊重系统要求与实际环境参数,通过动态学习实现最优的感知策略。该技术可根据不同用户的不同优化目标需求,自适应改变参数,在较小计算开销的基础上获取最佳的性能体验。经实验数据验证,所提技术可有效适用于5G生态体系中的各类典型应用场景,且比现有技术具备更高的性能表现。上述研究可有效支持中国科学院自主研发的SEANET技术体系,促进中国科学院-上海科技大学联合校园试验网Alpha版的建设实施,为我国5G的进一步部署与推广以及下一代通信系统的应用发展提供了理论依据与技术支撑。 本研究由上海高研院团队独立完成。其中,副研究员徐天衡为该论文的第一作者,研究员胡宏林为该论文的通信作者。上述研究工作获得国家自然科学基金、中国科学院C类战略性先导科技专项、中国科学院青年创新促进会、上海市青年拔尖人才计划、上海市启明星计划以及上海市扬帆计划的资助。

相关报告
  • 《2018年人工智能、量子计算等领域有望获新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:姜山
    • 发布时间:2018-01-03
    • 新华社1月2日消息,2017年,诸多创新在科技史上留下浓墨重彩的一笔。一些科幻电影中描绘的未来场景,已出现在现实生活当中。新的一年,哪些技术突破会给人们带来新的惊喜?   人工智能:润物细无声   2017年堪称“人工智能年”。2018年会怎样?专家预言,得益于机器学习的不断进步,人工智能还将加速进化,“润物细无声”般渗透到我们生活的方方面面。   美国亿贝公司计算机视觉首席科学家鲁滨逊·皮拉穆图说,将会有越来越多智能手机能运行深度神经网络,家用机器人(19.06 +1.28%,诊股)价格也会更实惠。美国高德纳咨询公司则预计,算法将会在2018年改变全球数十亿人的行为;到2019年,几乎40%的企业将使用聊天机器人参与处理商务。   人工智能领域著名专家李飞飞认为,人工智能已到了产业应用的“历史时刻”,未来潜力巨大。在制造业领域,人工智能将优化整个生产,推动机器人智能制造发展;在资源和环境领域,大数据分析和计算机视觉都会发挥重要作用。   2018年,人工智能还将推动自动驾驶日趋产业化。谷歌母公司“字母表”旗下的“出行新方式”(Waymo)公司最近实现了完全无人干预的自动驾驶汽车上路,并开始自动驾驶出租车试运营。   不过,目前的人工智能还属“弱人工智能”,仅能在某些特殊领域施展计算能力,与真正的人类智力还有较大差距。   量子计算:群雄逐鹿起   2018年,量子计算能力的竞争将拉开“群雄逐鹿”大幕。其中一个悬念就是谁能率先突破50量子位的“量子霸权”标志。   “量子霸权”指量子计算机的计算能力超过传统计算机,实现相对于传统计算机的“霸权”。有观点认为,50量子位的量子计算机就能实现“量子霸权”。   2017年底,美国国际商用机器公司(IBM)宣布成功研制一款50量子位处理器原型,并与三星、摩根大通等公司建立量子计算合作,有望在2021年前推出首个在金融领域的量子计算应用。   而量子计算的另一领先者——谷歌正在开发有49个量子位的机器,英特尔和微软在该领域也持续加大投入。中国科学技术大学的潘建伟与陆朝阳课题组也在向相关目标努力,他们于2017年成功研制出世界首台超越早期传统计算机的量子计算机。潘建伟认为中国的量子计算将如雨后春笋般发展。   “很显然,建造量子计算机现在是一个世界范围内的竞赛。”美国得克萨斯大学奥斯汀分校量子信息中心主任斯科特·阿伦森说。他认为在未来一年左右将有人赢得这场竞赛。   阿里云量子技术首席科学家、美国密歇根大学终身教授施尧耘也对2018年实现“量子霸权”表示乐观,但他在接受新华社记者专访时说,“量子霸权”可能会误导一些科学家,这不应是最终目标,真正的检验标准应是量子计算能否解决实际问题。   太空探索:揽月又摘星   2018年,清冷的月球将“热闹”异常。   中国将发射嫦娥四号中继星和探测器,实现地球与月球背面的通信,并探测月球背面区域;美国私人企业“月球捷运公司”计划发射探月着陆器,有望成为首个成功探月的私企;印度计划实施“月船2号”探测器登月任务,有望成为又一个登陆月球的国家;美国太空探索技术公司也计划开启商业太空旅行项目,帮助两名太空游客绕月飞行……   同时,人类前往其他行星的探索之旅也将继续。   美国航天局“洞察”号火星无人着陆探测器将于5月发射,11月在火星赤道附近降落。探测器将使用机械臂将其搭载的两台主要仪器——地震测量仪和温度测量装置永久安置于火星表面。这将是首个研究火星地层内部的探测使命。   欧洲和日本航天机构合作研发的水星探测器将在10月开启旅程,向太阳系中未知程度最高的行星之一进发。   生物医药:更上一层楼   新的一年,生命科学也将持续升温,为重病难病提供全新治疗方案。   在新一代基因编辑工具尤其是CRISPR推动下,新型基因疗法将加速迈向临床应用。统计数据表明,全球迄今已开展约2400种基因疗法的临床试验。   在美国,2017年已有三种基因疗法获批准上市,其中两种治疗癌症,一种治疗遗传病,这为2018年基因疗法市场的升温拉开序幕。正如美国食品和药物管理局局长斯科特·戈特利布所说,基因疗法正处于一个“转折点”,将成为治疗甚至治愈许多重病难病的支柱。   中国科学家也已开展了利用CRISPR-Cas9基因编辑技术治疗肺癌的临床试验。据英国《新科学家》周刊预测,试验有望于2018年收官。   业内人士还预言,基因编辑与免疫疗法结合治疗癌症,短期内有望进入临床应用。2017年,美药管局已批准两款基于改造患者自身免疫细胞的CAT-T(嵌合抗原受体T细胞)疗法上市,让科学界对免疫细胞疗法信心大振。全球目前约有60家公司在开发治疗癌症的CAR-T疗法,它们中很多都将于2018年获批上市。
  • 《5G、特高压、人工智能 央企如何“重仓”布局新基建》

    • 来源专题:装备制造监测服务
    • 编译者:zhangmin
    • 发布时间:2020-05-06
    • 新基建按下快进键,中央企业加速布局。   国务院总理李克强4月28日主持召开国务院常务会议,部署加快推进信息网络等新型基础设施建设,推动产业和消费升级。   会议指出,要加快信息网络等新型基础设施建设,以“一业带百业”,既助力产业升级、培育新动能,又带动创业就业,利当前惠长远。   一位央企人士表示,要找准“新基建”在企业发展进程中的切入口,明确新在何时、基在何处、建向何方,加大投入、厚植土壤,选好试点、“重仓”布局,才能让新基建释放企业新动能。   5G建设火力全开   5G是新基建的“领头羊”。截至3月底,我国已建成5G基站19.8万个,三大运营商正在争分夺秒加快5G网络建设进度。   中国电信集团有限公司总经理李正茂日前表示,中国电信力争今年建成的5G基站覆盖全国所有地级以上城市,实时开展5G商用业务,计划实现5G独立组网全球首发商用。据工信部近日发布消息称,预计年底全国5G基站数超过50万个。   各地也相继发布2020年5G建设计划。   比如,云南省明确2020年启动5G独立组网和5G基站规模部署,实现5G正式商用:江西省提出,全面启动5G网络规模部署和应用场景发展,加快成立5G产业发展基金,制定5G全产业链企业目录。 中国航天科工二院23所研制的铁氧体材料样品顺利交付   近日,由中国航天科工二院23所研制的铁氧体材料样品顺利交付。该产品是“新基建”中建设5G宏基站所需材料。   为充分把握5G时代的通信体制变革机遇,拥有50多年铁氧体生产经验的中国航天科工二院23所瞄准5G宏基站所需铁氧体环形器这一市场,不断创新技术,开发迎合市场需求的材料。预计,2020年,仅5G宏基站中铁氧体环形器的市场容量就能达到30亿元。   航天科工二院相关负责人介绍,在5G产品的创新攻关过程中,23所形成了“5G材料专班”“5G周报研讨”和“5G党员突击队”三线并行的组合式攻关策略,持续优化产品、研究先进工艺技术,并在有些技术无例可循的情况下,从零开始钻研,直到实现应用,有力推动了项目整体进度。   特高压工程全面开复工   作为“新基建”的重头戏,特高压代表着经济社会发展和产业提质振兴的主攻方向,具有产业链长、带动力强、经济社会效益显着等优势。我国是特高压输电领域唯一实现大规模投入商业运营的国家。   华北电力大学能源互联网研究中心主任曾鸣对第一财经记者表示,特高压投资超预期,与当前经济形势有关,新冠肺炎疫情带来的经济放缓,加大特高压投资,产业链上多个行业都会受益,进而提振经济。   陕北—湖北±800千伏特高压直流工程湖北段日前正式开工,武汉换流站施工现场繁忙有序。这是伴随着复工复产步伐,湖北省开工的首个重大能源项目,拉开了湖北未来3年新增近3000千米特高压输电线路的建设大幕。   目前,国家电网覆盖范围内的8项特高压工程全面开复工,全年特高压建设项目投资规模1811亿元,可带动社会投资3600亿元,整体规模5411亿元,服务经济高质量发展,为未来经济发展提供新动能。   随着国家电网公司特高压工程的开复工,为其供应主设备的骨干设备制造企业等也纷纷复工。以湖南长高高压开关有限公司为例,该公司为青海—河南特高压提供的项目产品涉及合同金额超过2300万元。 昆柳龙直流工程±800千伏龙门站正在紧张施工中   作为特高压直流技术的攻坚力量,南网科研院科研工作者已连续攻克了特高电压、特大电流下的绝缘特性、电磁环境、设备研制、试验技术等世界级难题。   西起云南昆明,东连广西、广东,跨越近1500公里,在世界首个特高压多端混合直流工程、国家特高压多端直流示范工程——昆柳龙直流输电工程的沿线上,上万名施工人员正热火朝天地进行架线、安装、调试等工作。   南方电网高级技术专家李岩表示,昆柳龙直流技术攻关进入了新阶段,一定要通过工程建设,掌握一批具有自主知识产权的核心技术和关键技术。按照今年8月30日前投产的工期计划,昆柳龙直流输电工程的攻坚已进入决战状态。   除了特高压,南方电网还在加紧布局新能源汽车充电桩。汽车充电不仅是一个物理充电桩,更具有智能电网、互联网、物联网、大数据的基因和功能。   南方电网公司近期将在粤港澳大湾区、海南自贸区以及桂、滇、黔重点城市布局集中式充电站。南方电网旗下电动汽车服务有限公司透露,计划在未来4年投资251亿元投建充电设施,建成大规模集中充电站150座,充电桩38万个。   人工智能加快融入电网   融合基础设施是新基建的重要内容之一,主要是指深度应用互联网、大数据、人工智能等技术,支撑传统基础设施转型升级,进而形成的融合基础设施,比如,智能交通基础设施、智慧能源基础设施等。   3月29日,南方电网全网统调最高负荷1.39亿千瓦,全网统调发售电量为27.38亿千瓦时。在此前一天,“南方电网调度驾驶舱AI负荷预测模板”已经测算出这些数据。   AI技术应用到负荷预测上,仅是智能技术融入南方电网生产领域的一个例子。按照“智能装备、智慧运行”推广应用思路,“十四五”期间,南方电网公司将重点推广图像智能识别、无人机自动巡检、电缆隧道机器人巡检、光纤振动在线监测等成熟技术,试点推进北斗高精度定位、无人机集群作业、两栖机器人巡检作业等新技术应用。 中国华电下属南京国电南自自动化有限公司的生产车间   近日,国家能源集团下属国电电力联手科环集团成立“物联网智能设备智慧电厂联合创新实验室”,共同推进物联网、智能产品与智慧电厂深度融合,联手推进物联网智能设备智慧电厂建设。   国家能源集团相关负责人告诉第一财经记者,智慧电厂通过大规模应用三维建模、虚拟电子围栏、智能门禁、视频监控联动、智能视频识别、智能可穿戴设备,实时监测、诊断、分析、报警和反馈控制生产现场人员、设备、工作流状况,实现发电厂全天候、全方位、智能化的安全管控,同时通过应用智能机器人、智能仪表、智能执行机构,不断替代人的高重复、高强度和高危险劳动,逐步实现无人巡检、无人操作和智慧运行,实现“无人电厂、精准预测、少人管理”智慧火电厂建设目标。   国网上海市电力公司总经理阮前途在媒体上表示,当前正在经历着能源革命,风电、光电、水电等新能源等占比越来越高。但同时,新能源消纳过程中存在时空不定、瞬时峰谷波动大等因素,为保证供电可靠性和稳定性,要求电网在功能形态上向智慧的现代能源服务体系演进。在能源革命与技术革命的双重驱动下,构建智能化的现代能源服务体系迫在眉睫。   中国企业研究院首席研究员李锦对第一财经记者表示,新基建是稳增长的重要抓手,有利于高端要素投入,为推动我国供给侧结构性改革创造新动能。新基建不能走政府主导投资的老路,而是以企业投资为主,央企、大型国企将是投资新基建的主力军。