随着人工智能和萬物互聯時代的到來,數量龐大、功能各異的各類終端連接上網,對通信網絡的時延、容量、同步、功耗、定位等提出新的需求。特别是在終端接入較多、應用需求較大的短距通信場景,相關技術更是面臨新的挑戰。在2024年中國無線電大會上,中國工程院院士邬賀铨提出,傳統短距通信技術難以适應發展新需要,以星閃為代表的新一代無線短距通信發展正當時。

人工智能發展對時延、功耗、定位等提出新需求
記者:短距通信是通信技術的重要組成,澎湃而至的人工智能給傳統短距通信帶來了怎樣的賦能,又提出了哪些挑戰?
邬賀铨:從短距通信技術角度看,人工智能有助于提升通信效率與穩定性、助力實現智能化管理與控制、增強安全與隐私保護能力、推動應用創新與産業發展,從而賦能短距通信性能進一步提升。從應用場景看,人工智能将豐富短距通信應用場景,比如在智能家居場景實現語音控制和用戶習慣學習等,在工業自動化場景增強智能監控、故障預測等,此外面向智能醫療與健康監測、智能交通與車聯網、低空通感應用、物流配送等也有新的功能增強。
另一方面,人工智能也對短距通信提出了實時性、低時延、低功耗、協同性、精定位、穩定性等新需求。例如,空間智能在終端側引入空間計算能力,需要通過短距通信實現與環境的交互,以精準定位實現對實物的控制。具身智能具有多模态通信和感知能力,擁有聽覺、視覺、觸覺等,需要兼容各種傳感器和執行器,對帶寬、容量、時延、穩定性、安全性、連續覆蓋和多模态等提出較高要求。
面對人工智能提出的新需求新挑戰,傳統短距通信很難适應上述需求。包括藍牙、Wi-Fi、UWB等在内的傳統無線短距技術存在碎片化嚴重的問題,共用頻段的機制導緻幹擾嚴重,頻譜資源效率較低。傳統短距通信技術也不适合數量較多終端同時接入的密集應用場景,為了避免多設備間幹擾通常采用時分方法,然而這一方法需要高帶寬才能确保精準低時延。此外,傳統短距通信以通信功能為主,而新的應用需要通信、感知、定位三大功能相融合。
星閃性能體驗優勢顯著
記者:面對上述需求和挑戰,未來無線短距通信技術将呈現怎樣的發展趨勢?
邬賀铨:未來無線短距通信技術将呈現四大發展趨勢。第一,高速率、高頻效、低能耗。第二,從盡力而為到有質量保障。第三,通信、感知、定位相結合,實現三大功能綜合。第四,從自我閉環到開放,對接各種應用生态。
作為新一代的無線短距通信方案,星閃具有顯著的性能體驗優勢。第一,低時延,過去異步偵聽、随機退避的方式存在10ms左右時延,現在通過同步短幀、集中調度将時延縮減到20μs。第二,精同步,過去采取不定周期的同步導頻,同步時間大約1ms,現在短周期同步導頻将時延縮減至1μs。第三,業務高并發,過去異步并發、鄰道幹擾,至多容納5-10個業務流,現在多域同步、鄰道正交,并發業務流增至200餘個。第四,高可靠,過去隻有“2個9”的可靠性,現在采用Polar碼可靠性提升至“5個9”。第五,低功耗,過去100mW精準定位大概0.3米,現在10mW定位精度可達0.1米。
基于上述性能優勢,星閃特别适合需要精同步、密集部署、高可靠性、低時延的應用場景,如車載環境的主動降噪、流媒體播放、無線投屏、後視鏡播放等,工業環境的機械臂,以及交互式遊戲等。此外,對于手機平闆、路由器、家電、耳機、手表、手環的無線連接,星閃也能提供良好覆蓋。
步入全場景智能互聯的3.0階段
記者:星閃目前發展到什麼階段,您對星閃發展前景有何期待?
邬賀铨:以構建全場景智聯能力為目标,星閃曆經1.0、2.0、3.0共三代演進。其中,2020年2月至2020年9月為1.0階段,主要内容是确定通信架構、實現SLA基礎能力;2020年9月至2024年12月為2.0階段,主要為打通端到端的競争力,實現“通定感”一體融合;從2025年起将進入3.0階段,這一階段将實現全場景智能互聯。
展望未來,無線短距通信市場前景廣闊。目前全球Wi-Fi設備約200億台,經濟價值4萬億美元;預計到2029年,全球Wi-Fi客戶端市場規模将接近200億美元。2024年,全球藍牙5.0市場大約50億美元。2023年,全球短距通信芯片出貨量是手機芯片的10倍,預計到2032年窄帶和寬帶短距芯片年出貨量将分别達到70億片和50億片,總市場規模500億美元。2024年10月,中國蜂窩物聯網連接數是移動電話用戶數的1.47倍,馬斯克預計未來人形機器人數量将超過全球人口數。綜上分析,全球無線短距通信市場空間巨大。
AI技術驅動與數字化轉型需求交彙,推動通信、感知、定位和計算融合發展,5G-A/6G、NTN、低空通信、車聯網、物聯網及工業互聯網促進了短距通信升級。可以說,星閃技術發展正當時。星閃作為無線通信技術的一支,以創新的技術面向未來需要,當然作為後來者,也需要各方支持形成生态、做強産業。
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