Ваш купон на скидку:
Сети 5G обладают ключевым преимуществом — высокой скоростью передачи данных и пропускной способностью. Однако поддерживать эти характеристики в реальных условиях, где канал связи быстро меняется, достаточно сложно. Ученые из Московского физико-технического института (МФТИ) нашли решение этой проблемы, применив нейросеть. Они разработали алгоритм, который значительно увеличивает эффективность канала, сохраняя его надежность.
Алгоритм, получивший название ALPACA (Asymmetric Loss Prediction Algorithm for Channel Adaptation), создан на основе нейросети и позволяет повысить эффективность использования каналов связи 5G и последующих поколений на 30-40% по сравнению с существующими методами. Представители МФТИ сообщили CNews, что применение этого алгоритма увеличит емкость системы и количество подключенных пользователей. ALPACA учитывает различия между завышенными и заниженными прогнозами, предсказывая расход ресурсов для поддержания требуемого качества и повышения пропускной способности, сохраняя предсказуемость и надежность канала.
Технология 5G способна обеспечивать более высокую скорость передачи данных, меньшую задержку и увеличенную пропускную способность сети. Это особенно важно для таких сфер, как проведение хирургических операций, управление беспилотниками, «умные» энергосети и промышленная автоматика. Исследователи из МФТИ решили проблему выбора оптимального режима передачи данных в условиях быстро меняющегося канала связи. Качество беспроводного канала постоянно меняется из-за движения абонентов, помех и переотражений сигнала, что делает поиск баланса сложным. Завышенный прогноз может привести к потере пакета, а заниженный — к нерациональному расходу ресурсов.
Научный сотрудник МФТИ Кирилл Глинский отметил, что традиционные методы не всегда позволяют обеспечить строгие требования по задержке (миллисекунды) и надежности (вероятность потери пакета менее 10⁻⁵), особенно в сценариях с высокой мобильностью пользователей. Поэтому он решил изучить возможность применения нейросетевых алгоритмов. ALPACA работает на основе сверточно-рекуррентной нейронной сети и был протестирован на данных, полученных в ходе натурных экспериментов в городской среде, а также на стандартизованных моделях каналов связи, рассказал заведующий лабораторией интеллектуальных систем связи МФТИ Евгений Хоров.
Связь 5G появится в российских городах-миллионниках не позднее 31 декабря 2027 года. Операторам «большой четверки» бесплатно выделят полосы по 90 МГц в диапазоне 4,63-4,99 ГГц и разрешат использовать частоты, выделенные под LTE. Взамен компании обяжут покрыть отдельные зоны в крупных городах и использовать российское оборудование. Весной 2025 года CNews писал, что создание 5G в России потребует более 335 млрд рублей капитальных затрат операторов до 2036 года. При выделенном диапазоне частот потребуется в полтора-два раза больше базовых станций. Еще одна проблема — более низкая пропускная способность на выбранных частотах по сравнению с «золотым диапазоном». Эксперты отмечают, что российский диапазон 4,63-4,99 ГГц поддерживает мало устройств: оценки операторов колеблются от 5% до 20%, при том, что 5G важна именно возможностью одновременно обслуживать большое количество устройств и обеспечивать низкие задержки.