电信科学 ›› 2021, Vol. 37 ›› Issue (5): 14-31.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2021109

• 专题:通信与AI融合 • 上一篇    下一篇

人工智能在5G系统中的应用综述

章坚武1, 王路鑫1, 孙玲芬2, 章谦骅3,4, 单杭冠4   

  1. 1 杭州电子科技大学,浙江 杭州 310018
    2 英国普利茅斯大学,英国 普利茅斯 PL48AA
    3 之江实验室智能网络研究中心,浙江 杭州311121
    4 浙江大学,浙江 杭州 310007
  • 修回日期:2020-05-15 出版日期:2021-05-20 发布日期:2021-05-01
  • 作者简介:章坚武(1961− ),男,博士,杭州电子科技大学通信工程学院教授、博士生导师,中国电子学会、中国通信学会高级会员,浙江省通信学会常务理事,主要研究方向为移动通信、多媒体信号处理与人工智能、通信网络与信息安全
    王路鑫(1996− ),男,杭州电子科技大学通信工程学院硕士生,主要研究方向为 5G接入边缘计算等
    孙玲芬(1963− ),女,博士,英国普利茅斯大学副教授,英国高等教育学会会士,主要研究方向为多媒体和网络质量评估、QoS/QoE管理与控制、VoIP等
    章谦骅(1990− ),男,浙江大学博士生,之江实验室智能网络研究中心工程师,主要研究方向为无线网络、物联网、智慧城市等
    单杭冠(1982− ),男,浙江大学副教授、博士生导师,主要研究方向为与5G移动通信相关的网络设计和QoS保障等
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(U1866209);国家自然科学基金资助项目(61772162);英国皇家学会国际合作交流项目(IEC\NSFC\181300)

An survey on application of artificial intelligence in 5G system

Jianwu ZHANG1, Luxin WANG1, Lingfen SUN2, Qianye ZHANG3,4, Hangguan SHAN4   

  1. 1 Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018, China
    2 University of Plymouth, Plymouth PL48AA, UK
    3 Research Center for Intelligent Network, Zhejiang Lab, Hangzhou 311121, China
    4 Zhejiang University, Hangzhou 310007, China
  • Revised:2020-05-15 Online:2021-05-20 Published:2021-05-01
  • Supported by:
    The National Natural Science Foundation of China(U1866209);The National Natural Science Foundation of China(61772162);The Royal Society, International Exchanges 2018 Cost Share (China) Grant(IEC\NSFC\181300)

摘要:

随着5G的不断发展,万物互联时代即将来临。海量设备连接、海量业务请求、超高网络负载、复杂动态的网络环境等对5G系统优化提出了巨大的挑战。面对这些技术难点,人工智能(AI)算法表现了其独特的优势。首先对5G系统中基于深度学习的AI算法相比于传统算法的优势进行介绍;随后,针对多接入边缘计算和毫米波大规模多输入多输出(mmWave massive MIMO)系统中的AI算法应用进行详细的阐述,并对比分析了各种方法的优劣;最后,根据已有研究,总结了AI算法在5G实际场景中存在的不足,并对未来研究方向提出了展望。

关键词: 5G, 人工智能, 强化学习, 边缘计算, 毫米波大规模MIMO

Abstract:

With the continuous development of 5G, the era of the internet of everything is coming.Problems such as massive device connections, massive application requests, ultra-high network load and complex dynamic network environment pose great challenges to the optimization of 5G systems in the context of the internet of everything.Facing these challenges, artificial intelligence (AI) shows its unique advantages.Firstly, the advantages of deep learning driven AI algorithms in 5G system compared with conventional algorithms were briefly introduced.Then, the application of AI algorithms in multi-access edge computing (MEC) and mmWave massive multiple-input multiple-output (MIMO) system were described in detail, with advantages and disadvantages of each method being compared and analyzed.Finally, according to the existing research, the shortcomings of AI algorithms in 5G application scenarios were summarized and the future research directions were forecasted.

Key words: 5G, artificial intelligence, reinforcement learning, edge computing, mmWave massive MIMO

中图分类号: 

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