Giới thiệu

Khi chúng ta tiến tới kỷ nguyên 6G, nhu cầu đối với các thiết bị di động đang đạt đến điểm bùng phát. Để đạt được tốc độ đa gigabit mà các mạng thế hệ tiếp theo hứa hẹn, chúng ta đang hướng tới các sơ đồ điều chế cực kỳ phức tạp như 1024-QAM và khám phá các dải tần số cao hơn (FR3). Tuy nhiên, có một trở ngại vật lý trong kiến ​​trúc đó chính là Bộ khuếch đại công suất (PA).

Khi bộ khuếch đại công suất được đẩy đến hiệu suất tối đa để tiết kiệm pin, nó bắt đầu hoạt động phi tuyến tính, làm méo tín hiệu. Theo truyền thống, chúng ta khắc phục điều này bằng cách sử dụng tiền méo tín hiệu số (DPD). Nhưng trong thế giới 6G, DPD có thể quá nặng nề đối với điện thoại thông minh của bạn. Đó là lý do xuất hiện tiền méo tín hiệu số hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo (DPoD).

DPD và DPoD là gì?

• Trong phương pháp tiền xử lý tín hiệu số truyền thống (DPD), thiết bị di động (Thiết bị người dùng hoặc UE) hoạt động như một “bộ chỉnh sửa tín hiệu” riêng. Nó dự đoán cách bộ khuếch đại sẽ làm biến dạng tín hiệu và áp dụng một “hiệu chỉnh” ngược trước khi truyền. Điều này đòi hỏi sức mạnh xử lý đáng kể, các vòng phản hồi và tiêu hao pin đáng kể, tất cả đều nằm bên trong thiết bị cầm tay.
• Công nghệ xử lý tín hiệu số sau biến dạng (DPoD) đảo ngược kiến ​​trúc này. Thiết bị cầm tay gửi tín hiệu thô, hơi bị biến dạng (nhưng tiết kiệm năng lượng) và Trạm gốc, nơi có quyền truy cập vào tài nguyên tính toán khổng lồ và bộ tăng tốc AI, sẽ làm sạch tín hiệu khi nhận được.

Ưu điểm của DPoD được hỗ trợ bởi AI

Sau đây là một số lợi ích của xử lý hậu kỳ méo tiếng kỹ thuật số (DPoD).

1. Tiết kiệm pin đáng kể cho điện thoại: Bằng cách loại bỏ mạch DPD phức tạp và bộ thu tín hiệu khỏi điện thoại thông minh, thiết bị tiêu thụ ít năng lượng hơn đáng kể. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ pin hoặc cho phép sử dụng năng lượng tiết kiệm được để phát tín hiệu mạnh hơn ở những khu vực tín hiệu yếu.
2. Cung cấp thiết kế phần cứng đơn giản cho điện thoại thông minh và giúp giảm giá thành của chúng.
3. Khác với các mô hình tĩnh, bộ thu dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI) học hỏi và thích ứng với các thiết bị khác nhau. Nó có thể điều chỉnh thuật toán trong thời gian thực dựa trên nhiệt độ thay đổi và điều kiện kênh riêng biệt.

Nhược điểm hoặc thách thức của DPoD được hỗ trợ bởi AI

Sau đây là một số nhược điểm hoặc thách thức của xử lý hậu kỳ biến dạng kỹ thuật số (DPoD).

1. Tăng tải tính toán tại Trạm gốc. Xử lý DPoD cho hàng nghìn thiết bị được kết nối đồng thời đòi hỏi sự gia tăng đáng kể về sức mạnh tính toán phía máy chủ và phần cứng AI chuyên dụng (GPU/NPU).
2. Nếu bộ phát tín hiệu hoạt động quá phi tuyến tính, nó có thể tạo ra hiện tượng "tái phát phổ", tức là nhiễu lan sang các dải tần lân cận. Điều này có thể gây nhiễu cho người dùng khác trước khi trạm gốc có cơ hội khắc phục tín hiệu.
3. Các mô hình AI cần dữ liệu để hoạt động chính xác. Việc huấn luyện các mô hình này để nhận biết "dấu hiệu biến dạng" đặc trưng của một thiết bị mới hoặc đang di chuyển trong thời gian thực là một thách thức đáng kể trong các ứng dụng 6G có độ trễ thấp.

Những điểm khác biệt chính

Bản tóm tắt

Trong 5G, chúng ta đã cố định tín hiệu tại nguồn (DPD). Trong 6G, chúng ta đang hướng tới việc cố định tín hiệu tại đích (DPoD). Bằng cách tận dụng phạm vi phủ sóng, các thiết bị có thể đẩy mạnh bộ khuếch đại để tiếp cận trạm gốc, đồng thời biết rằng trí tuệ nhân tạo (AI) của trạm có thể xử lý tín hiệu nhiễu tại rìa mạng. 6G hứa hẹn mang lại tốc độ dữ liệu nhanh hơn với thời lượng pin tốt hơn đáng kể và giảm thiểu hiện tượng méo tín hiệu.

• Hãy sử dụng DPD khi: Bạn đang thiết kế các bộ phát trạm gốc công suất cao, trong đó bạn phải tuyệt đối ngăn chặn nhiễu với các dải tần lân cận và thời lượng pin không phải là vấn đề cần quan tâm.
• Sử dụng DPoD khi: Bạn đang thiết kế đường truyền 6G (điện thoại di động, thiết bị đeo hoặc cảm biến từ xa). Nó cho phép thiết bị vận hành bộ khuếch đại công suất ở hiệu suất tối đa, biết rằng "bộ não AI" của trạm gốc sẽ xử lý tín hiệu nhiễu khi nó đến.