В России найден способ увеличить пропускную способность каналов 5G на 30-40%
Ключевое преимущество сетей 5G — высокую скорость передачи и пропускную способность — сложно поддерживать в реальных быстро меняющихся условиях канала связи. Ученые из МФТИ применили нейросеть для решения этой проблемы. Их алгоритм значительно увеличивает эффективность канала, сохраняя надежность.
Алгоритм на основе нейросети
В МФТИ создали на основе нейросети алгоритм ALPACA (Asymmetric Loss Prediction Algorithm for Channel Adaptation), позволяющий повысить эффективность использования каналов связи 5G и последующих поколений на 30-40% по сравнению с уже существующими подходами, сообщили CNews представители вуза.
Применение алгоритма повысит емкость системы и увеличит количество подключенных пользователей. Учитывая различия между завышенными и заниженными прогнозами, он предсказывает расход ресурсов, чтобы поддерживать требуемое качество, повышать пропускную способность, сохраняя предсказуемость и надежность канала.
Технология 5G способна обеспечивать более высокую скорость передачи данных, меньшую задержку, а также увеличенную пропускную способность сети. Это особенно важно, например, для проведения хирургических операций, управления беспилотниками, в «умных» энергосетях и в промышленной автоматике.
Оптимальный режим передачи данных
Ключевая проблема, которую решили исследователи — выбор оптимального режима передачи данных в быстро меняющихся условиях канала связи. Качество беспроводного канала постоянно меняется из-за движения абонентов, помех и переотражений сигнала.
Новый алгоритм поможет поддерживать высокую пропускную способность сетей 5G
Найти баланс сложно. Дело в том, что завышенный прогноз может привести к потере пакета и срыву передачи, а заниженный — к нерациональному расходу ресурсов. По словам научного сотрудника МФТИ Кирилла Глинского, 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 так называемой сверточно-рекуррентной нейронной сети. Он протестирован на данных, полученных в ходе натурных экспериментов в условиях городской среды, а также на стандартизованных моделях каналов связи, рассказал заведующий лабораторией интеллектуальных систем связи МФТИ (Долгопрудный) Евгений Хоров.
Когда в России будет связь 5G
Связь 5G появится в российских городах-миллионниках не позднее 31 декабря 2027 г. Для этого 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 г. CNews писал, что создание 5G в России потребует более 335 млрд руб. капитальных затрат операторов до 2036 г. 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 на рынке 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.
