采用AI技術的高性能調制解調器

在上一篇文章中，我們了解了針對深度學習算法進行優(yōu)化的處理器——NPU。今天，繼續(xù)向大家介紹采用AI技術，可以使通信更暢通的高性能調制解調器（modem）。 ?

用戶連接網絡的方式，從上世紀九十年代的撥號上網，到用設備的“貓”或數字用戶線（DSL）或電纜等有線方式，再到利用蜂窩網絡和Wi-Fi（無線網絡通信技術）等無線方式，“調制解調器（modem）”一詞涵蓋以上所有類型。 ? 但在今天移動互聯網時代，當我們談論調制解調器時，往往指的是支持LTE（Long Term Evolution，長期由3G演進出來的一種網絡制式）和5G（第五代移動通信技術）無線通信的蜂窩調制解調器。 ? ?

在智能手機中，終端調制解調器通過與基站交換信號，實現撥打電話、發(fā)送和接收數據的功能。我們之所以能在任何地方撥打電話、觀看流暢的視頻，都要歸功于高性能蜂窩調制解調器。如今，全新的蜂窩調制解調器能支持從2G到5G的技術。

蜂窩調制解調器最初應用于1G，那時只能通過模擬通信撥打電話。2G時代引入了數字通信*，使短信服務（SMS）等附加功能成為可能。3G為移動寬帶*奠定了基礎，手機開始擁有上網功能，4G則開啟了真正的移動互聯網時代，我們得以擁有流暢、高清的視頻觀看體驗。 ? 2019年，5G被投入商用，如今5G的速度已達到10Gbps，除智能手機外，低延遲和超連接5G技術正部署在除了移動設備以外的其他場景應用中。

▲?不同世代移動通信特點比較

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隨著LTE時代的到來，數據傳輸速度顯著提升，現在的手機能提供幾乎和電腦一樣的功能。早在2000年之前，三星就嘗試開發(fā)自己的調制解調器，2007年，三星開始開發(fā)支持LTE網絡制式的調制解調器，在掌握2G、3G技術后，三星于2009年成功實現LTE調制解調器的商用化。

▲?調制解調器和基站的通信過程

2012年，三星Galaxy S系列智能手機首次搭載了三星的LTE調制解調器。2019年，三星開發(fā)出集成5G的Exynos SoC（System on Chip，系統(tǒng)級芯片），這是一款融合了5G通信的調制解調器和移動AP（Access Point，無線訪問節(jié)點）的芯片。Exynos通過將兩種不同功能的芯片合二為一，不僅提高了能效，還通過減少組件占用面積，使得制造商可以簡化智能手機設計。

目前，Exynos的5G*調制解調器不僅支持sub-6GHz頻段，還支持28GHz和39GHz等極高頻段（mmWave，即“毫米波”）。正因如此，sub-6GHz擴大了服務覆蓋范圍，在基站附近，通過毫米波可以實現超高速通信。

如今，三星已成為全球5G調制解調器設計企業(yè)之一。

“ ? 副總裁Jungwon Lee表示： 開發(fā)調制解調器的過程很復雜，它必須支持5G等新技術，并同時兼容3G、LTE等已商業(yè)化的技術。并且由于需要巨大的資源和人力投入，在全球有能力獨立開發(fā)調制解調器的芯片企業(yè)屈指可數。從算法開發(fā)到芯片設計、軟件開發(fā)和現場測試，這個領域需要很長時間進行深耕。 ? ” ? ?

三星在全球各地進行現場測試，以盡可能提升服務覆蓋率，并嘗試多種方式改進基帶信號處理方法，包括使用人工智能（AI）技術來提高傳輸速度。2021年，三星成功開發(fā)出一個利用AI算法的調制解調器，雖然它尚未商業(yè)化。 ? ? ? “ ? Jungwon Lee介紹道： 采用AI技術的調制解調器可以通過將干擾信號最小化，或將AI處理器的能效最大化來增強性能。 ? ”

“??除5G外，三星還積極致力于6G技術的開發(fā)。

Jungwon Lee說：

目前，我們不僅專注于開發(fā)5G調制解調器和5G-Advanced*調制解調器，還與三星研究院合作，進行6G調制解調器技術研究，為即將到來的6G時代做準備。6G調制解調器有望實現1Tbps級別的速度，支持包括衛(wèi)星通信在內的各種通信網絡，除了智能手機，它還將廣泛應用于汽車、物聯網和AR/VR等領域。

為了給6G時代鋪路，我們必須能夠提供各種頻段的支持，包括太赫茲（THz）頻段、至少數百天線的多天線支持、先進的AI技術和通信網絡信號效率技術。短期內，三星會不斷擴大5G業(yè)務，同時力爭在6G時代初占有一席之地。

”三星的目標是為Android開發(fā)最好的調制解調器。

“ ? 當被問及為何如此專注于調制解調器時，Jungwon Lee表示：

三星是一家大型全球化企業(yè)，擁有出色的調制解調器技術，作為開發(fā)團隊的一員，我感到很自豪。于我而言，能看到所學的理論知識，在產品中得到實際的應用，這十分有趣?，F在，隨時隨地進行流暢地電話溝通和高速上網，已成為大家生活必不可少的組成部分。正是調制解調器讓大家體驗了到這種便捷，開發(fā)團隊會繼續(xù)積極地進行這方面的開發(fā)，發(fā)揮應有的作用。

在下一篇文章中，我們將向大家介紹三星半導體構建互聯互通，運行快速流暢的網絡環(huán)境的過程。

*數字通信：一種將模擬信號轉換成數字信號傳輸給對方，再轉換回人類可以識別的模擬信號的方法。與模擬通信相比，數字通信質量高、容量大。

*移動寬帶：一種為智能手機、平板電腦等移動設備提供高速多媒體互聯網服務的技術。

*新無線電（NR）：第5代移動通信技術，由sub-6 GHz和mmWave（毫米波，24-100 GHz的高頻段）組成。毫米波雖然具有超高速、超低延遲和超連接性等優(yōu)點，但也有衍射差的缺點。

*電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）：它是一家美國的電氣和電子工程師協(xié)會，也是全球最大的技術組織。

*5G-Advanced技術是5G的擴充與增強，是5G與6G的過渡版本。

編輯：黃飛

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