随着5G商用部署进入深化阶段，建设最优5G网络，提升用户体验主观可感知性，是行业的迫切需求。5G终端是实现上述提升的关键一环，而底层技术的创新可以让我们窥见5G体验提升的路径。5G公众号（ID：angmobile）关注到，高通在2022 MWC 巴塞罗那发布的骁龙X70 5G调制解调器及射频系统，对于支持全球运营商更加灵活、最大限度地利用已有频谱向消费者和企业部署最优5G网络有很大帮助。骁龙X70所集成的原生5G AI能力——在调制解调器及射频系统中引入全球首个5G AI处理器，5G公众号在深入研究后认为其标志着AI在移动通信终端领域的应用取得了突破性进展——让5G终端和5G网络之间的通信更加智能，骁龙X70的AI辅助信道状态反馈和动态优化、全球首个AI辅助毫米波波束管理、AI辅助网络选择、AI辅助自适应天线调谐等领先功能，使网络能够更好地理解用户，助力实现“以终端为中心”和“以用户为中心”，在5G终端通信宽带需求、实时性/低延迟、功耗以及用户体验等众多方面实现提升。

AI辅助信道状态反馈和动态优化，大幅提升

获取准确的信道状态信息（CSI）是5G系统提供高可靠、低时延的通信服务的前提。作为5G网络核心关键技术之一，Massive MIMO通过部署更大数目的天线阵列深度挖掘空间自由度，极大提升了通信系统频谱效率、数据传输速率、能量效率及鲁棒性等。精确获取CSI是实现Massive MIMO上述性能优势的关键，理想的CSI不仅能增大5G基站在下行链路的发射功率聚焦能力，还能为其提供在上行链路的功率接收理想选择。部署Massive MIMO的5G基站能够使得在有限的时频资源上同时服务的用户终端数量不受限于天线数，而仅取决于基站获取精确CSI的能力强弱。

然而，天线数量扩增及空分复用用户增加与受限通信资源的矛盾，导致CSI获取存在难点，需要重点克服，主要包括时分双工（TDD）模式下用户间分配非正交导频序列导致导频污染，频分双工（FDD）模式下天线维度扩展导致巨大的CSI反馈开销负担；此外由于信道处理时延，信号传播时延和估计误差的存在，基站获取准确的CSI往往非常困难，尤其在移动场景下，接收机信号处理的基础是无线信道特性，其主要体现在时间/频率信道响应和信道的相关性上。在FDD系统，传统的信道估计方法通过移动端向基站发送导频得到CSI，但是由于存在反馈时延，在实际使用的时候估计得到的信道信息可能已经过时。在TDD系统，虽然可以利用其信道互易性避免反馈时延的问题，但是处理时延仍然会使得到的CSI不准确。

如今，终于出现可提高CSI精准度的终端侧AI。据悉，骁龙X70通过引入高通5G AI套件，具备AI辅助信道状态反馈和动态优化能力，信道状态的预测和反馈将更加精准，5G基站也能够更好地进行动态优化，在下行调度时会及时地为5G智能手机选择更合适的调制方式、更好的时频资源等，进而帮助提升吞吐量和其它关键性能指标。仿真数据表明，在突发数据流量场景（持续时间很短的剧烈突发流量场景）中，AI辅助的信道状态反馈和优化能够针对小区边缘、小区中段和小区中央分别实现20%、16%和24%的下行吞吐量提升；在另一种典型数据流量场景中，在AI加持下，在小区边缘获得的下行吞吐量增益达26%，在小区中段获得的下行吞吐量增益达12%，提升程度非常大。此外，AI辅助信道状态反馈和优化还能优化传输效率、提升频谱利用率并节省发射功耗。

全球首个AI辅助毫米波波束管理，效果显著

毫米波5G系统尤其是高移动场景及复杂场景下的毫米波5G系统的性能严重依赖于波束管理的准确性和及时性。为了克服毫米波传播的路径损耗，毫米波收发机通常配备大规模天线阵列，采用波束赋形技术产生能量聚焦的窄波束，并在收发端进行窄波束对齐来支撑高速信息传输，所以高性能的波束管理算法是毫米波通信系统的关键。采用窄波束进行移动通信的最大挑战是需要精确的进行波束选择，否则用户接收到的无线信号质量会急剧下降。

毫米波5G通信中的波束管理包括混合波束赋型架构中模拟部分的波束对准以及相关码本、帧结构设计和信令流程。其核心是波束对准，即收发双方通过测量获取最佳模拟波束赋型矩阵和对应波束的过程，包括初始接入阶段的波束训练以及时变信道场景下的波束跟踪和切换。在一般的时变信道中，通信双方通过周期性测量接收信号质量，在信道质量恶化到一定程度时重新进行波束搜索，并切换到最佳波束，保证链路的正常连接，然而高移动场景及复杂场景会对波束管理机制的发挥带来许多挑战——当终端发生较大范围移动导致波束失准而链路中断时，需要重新展开全空间范围内的波束搜索，过程较长难以满足用户连续高速率通信的需求，造成实际承载数据的无线资源利用率低下；当移动用户跨越多个小区，波束切换及链路重建过程涉及复杂的信令流程及资源开销巨大的信道测量过程，难以保障移动通信速率及时延的约束需求。

综上，毫米波波束管理的准确率直接影响了毫米波5G系统尤其是毫米波移动5G系统的最终性能。一方面，精确的波束选择一般需要信道估计，骁龙X70上述的AI辅助信道状态反馈和动态优化可以发挥加持作用。另一方面，在支持出色的移动性、覆盖提升及链路稳健性方面，骁龙X70全球首个具备AI辅助毫米波波束管理能力——通过在毫米波波束管理中引入AI，能够为波束赋型做一些加持，能够更智能地对不确定的环境进行排查和预测，尤其是在移动场景下做出预测，或在复杂环境下优化波束聚焦和方向，在提升信噪比的同时降低发射功率，从而提高能效。仿真测试结果显示，相比无AI支持的终端发射，有AI支持的发射在整体网络覆盖方面实现了多达28%的提升。

AI辅助网络选择，提升网络运营效率和用户5G体验

从现网总体情况看，优化用户5G体验存在很大空间。一方面，虽然5G网络的建设步伐不断加快，但是较长一段时间内5G网络无法实现人口全面覆盖。另一方面，5G网络有多种高、中、低频率部署方式，且运营商整个移动通信系统呈现代际多（5G/4G/3G/2G多种接入方式将会长期共存）、规模大、组网极其复杂等特征。从而，着眼于运营效率，提高用户5G体验，需要考虑多接入的协同问题。

此处的多接入的协同问题，也即多接入/多频点协同场景下的智能选网问题，对于运营商而言，其重点在于高效地管理并分配网络资源给业务应用，从而充分发挥5G优势、保证业务能力和用户感知/体验提升。3GPP标准规范支持无线/频率选择优先级索引（RFSP）机制，在大数据和AI技术的支撑下，网络数据分析功能（NWDAF）能够协助策略网元在保障用户体验的前提下提供智能选网策略，实现用户从5G切换到4G网络或者从高频5G切换到低频5G，相关策略比如当5G网络某频段拥塞时，将5G用户迁移到其他频段或4G网络；某些用户始终不活动，或其在某些时间、位置常使用低价值服务（如非实时语音业务），则将该用户迁移到5G低频段或4G网络，以保障网内高价值用户的体验质量；把那些使用低时延和高宽带业务的高价值用户驻留在5G网络；若有用户希望驻留在5G，但本身业务对于带宽和时延没有极高要求，则将其从5G高频迁入5G低频。

可见共识是对于移动多接入场景的应用，可以充分利用不同接入网络资源，满足不同的用户需求。但是在实际实施上，由于终端成熟待进一步提升、网络设备待改造升级、标准方案难以拉通（比如在基于AI算法的5G多接入协同关键技术方面，目前3GPP标准仅定义了NWDAF的架构、特性和分析类型，并未考虑到具体实现机制）等因素，落地将是一个循序渐进的过程。好在现在5G终端侧解决方案具备一定的相关能力，骁龙X70的“AI辅助网络选择”能力，通过AI加持，可以对网络模式做智能识别和监测，从而可预测和规避某些掉线或有风险的连接状态，进而实现更出色的移动性和链路稳健性，在减少卡顿的同时提高用户5G体验。

AI辅助自适应天线调谐，提升速率和网络覆盖

一方面，手机中的天线数量越来越多。随着向5G过渡，为了支持新的频段以及MIMO天线（Sub-6GHz频段5G）、阵列天线（毫米波5G）及载波聚合，手机的天线数量不断增加。加上2G-4G天线、Wi-Fi MIMO、GPS与蓝牙等，手机中的天线数量从4G时代的4-6根增加到5G时代的8根、16根甚至更多。

另一方面，手机中可用于布放天线的空间缩小。随着手机制造商改变工业设计——手机的屏占比不断攀高（比如采用更极致的全面屏、双面屏、瀑布屏，乃至环绕屏等），以及不断增加新功能（比如增加了更多的摄像头，使手机内的可用空间进一步缩小），压缩了天线可获得的有效空间，限制了天线可放置的选择。把更多的天线安装到更小的空间内，意味着天线要变得越来越小，易导致天线效率降低。

更多天线+更小的天线面积=更严峻的挑战。如果不解决由天线尺寸不断缩小导致的天线效率降低，手机的发射和接收性能会受影响，从而导致数据速率降低、出现连接问题、电池续航时间缩短，所以器件供应商和手机制造商会通过天线调谐来恢复一些损失性能，在更广泛的频率范围内实现更优化的性能。天线调谐系统使天线在整个频率范围内都能高效工作。可见经过调谐的天线对5G手机的整体射频性能提高起到至关重要的作用。但是5G手机的天线的工作环境较为复杂，不同于大多数在自由空间工作的天线，一个人的手在智能手机上的位置（竖屏左右手单握，横屏顺、逆时钟双手握，平放静置左右手滑屏等）一直是手机天线的关键问题，天线效率会受到一定程度乃至很大的影响，信号可能会大幅劣化；加之一些金属外壳或金属边框手机，手还存在一定的电磁吸收比值。骁龙X70通过主要在射频前端实施AI辅助自适应天线调谐，以AI技术智能侦测用户握持终端的手部位置，情境感知能力提高30%，并实时动态调谐天线，从而支持更高的传输速度和能效，以及更广的网络覆盖范围。5G公众号（ID：angmobile）认为这种新型AI处理可以使5G手机始终连接在最有效的频段，提升了天线效率，再次降低了5G手机设计难度，提升了用户5G体验。

持续推动全球5G商用深入

年复一年，骁龙5G调制解调器及射频系统为行业带来了一系列首创技术特性。骁龙X50是全球首款商用5G调制解调器。X55带来了世界上第一个5G 100MHz宽带包络跟踪解决方案，大幅提升5G能效。X60是世界上第一个支持聚合全部主要频段及其组合的5G调制解调器及射频系统，覆盖从毫米波到Sub-6GHz的FDD和TDD频段。X65是世界上第一个支持10Gbps 5G传输速度的解决方案，也是第一个支持3GPP Release 16特性的调制解调器及射频系统。X70是全球首个集成5G AI处理器的调制解调器及射频系统，也是唯一支持从 600MHz到41GHz全部5G商用频段的5G解决方案。

这些创新推动了全球5G商用在近几年的加速。相信在搭载骁龙X70的商用移动终端面市（预计2022年年底）后，5G连接性能将进一步增强，用户体验感知和满意度将得到更大提升。