达摩院定向通信技术实现突破，破解毫米波应用关键难题

2月23日，记者获悉，达摩院成功研发新型波束管理系统，全面提升定向通信性能指标，是当前5G上传速率的7倍，并支持24K高清全景直播。该系统创新了波束获取、追踪、调度和管理等多项定向通信的关键技术，为元宇宙、毫米波、卫星互联网等技术的实际落地提供了通用方案。

传输速度不够快，是阻碍VR等技术落地的主要因素之一。当前，主流的全向通信遭遇瓶颈，定向技术是另一个选择，它具有独特优势：全向通信相当于通过一盏灯照亮整个空间，而定向通信类似于用手电筒照明，“光线”更集中，可实现更高密度、更快速率和更长距离的通信，有望突破“香农定理”的速率天花板。

但是，定向通信要求收、发两端波束严格对齐，在遮挡多、移动性高、部署密集的现代通信场景下，极难保持通信稳定。

（图说：基于XG波束管理系统的定向通信，可让VR实现视网膜级的全沉浸式体验，另附动图）

为彻底解决这一技术难题，拓展前沿技术的应用边界，达摩院XG实验室自研一套完整的波束管理系统，实现了从硬件到算法再到系统的协同创新：

硬件层面，成功研发新型智能天线，可更有效地集中波束能量，在弱网场景下，最高上行速率是全向天线的4.8倍，下行速率更高达15倍；算法层面，首次融合Wi-Fi、IMU、GPS、辅助摄像头等跨模态传感器信息，可预测终端运动轨迹并主动对齐波束，大幅提高移动中的通信稳定性。

同时，XG实验室首创“智慧大脑”——中心化调度系统，并引入终端用户体验质量（QoE）信息，实现全局更优的资源调配和网络性能。

达摩院已成功将这套系统应用到毫米波全景直播场景中。依托于软硬一体的全新设计，视频采集端的负载和功耗显著降低，普通无人机也能完成专业摄影车的高清、VR等素材的采集需求，解决了VR应用落地的关键难题。

结果显示，该系统上下行速率最高2Gbps、延迟小于1ms，是当前5G上传速度（约300Mbps）的7倍。2Gbps的高速率可支持24K全景直播，比肩人眼极限，真正让VR实现视网膜级的全沉浸式体验。

（图说：毫米波全景直播，左图为工程师调试无人机设备，右图为呈现场景）

“XG波束管理系统兼容各频段信号接入，并可为新技术和新协议进行调整和定制，为定向技术与各大前沿技术融合发展打下基础。”XG实验室技术专家胡盼介绍说，结合定向通信新框架，大规模、自由移动的元宇宙等未来前景或可提前到来。