В отличие от 4G, ориентированного на мобильный интернет и потоковое видео, 5G предназначен для сценариев, критичных к надежности и задержке, включая автоматизацию производств, беспилотный транспорт и дистанционную хирургию. Для таких задач требуются вероятность потери пакета менее 10⁻⁵ и минимальные задержки. Существующие подходы либо недостаточно точно предсказывают изменения радиоканала при помехах, отражениях и движении абонента, что приводит к сбоям, либо расходуют ресурсы неэффективно.
"Если связь зависает или прерывается при видеозвонке, это неприятность. Если это происходит, когда оператор контролирует беспилотный экскаватор в карьере, – катастрофа. Поэтому при развитии стандартов 5G так много внимания уделяется повышению надежности и сокращению задержек. При этом стандарт 5G очень объемен, а технологии URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communications) внедряются не так давно. Даже за рубежом еще не выработаны лучшие практики. Проблема поиска лучшего алгоритма, который обеспечил бы оптимальную передачу данных в быстро меняющихся условиях канала связи и требовал меньше ресурсов, находится на научном фронтире", – рассказал "Научной России" научный сотрудник лаборатории интеллектуальных систем связи МФТИ и лаборатории беспроводных сетей Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН, кандидат технических наук Кирилл Глинский.
Алгоритм ALPACA (Asymmetric Loss Prediction Algorithm for Channel Adaptation) основан на методах машинного обучения и поддерживает требуемое качество связи в сложных мобильных сценариях. Принцип работы разработчик сравнивает с выбором почтовой службы: доставка курьером – быстро и надежно, но дорого; экономичный сервис – дешевле, но медленнее и с риском потери. Оценка важности и срочности "отправления" определяет оптимальный способ.
"Алгоритм фактически делает то же самое – предсказывает изменение качества канала на основе так называемой сверточно-рекуррентной нейронной сети и выбирает метод передачи данных, который в конкретной ситуации сохраняет высокую надежность при оптимальном расходе ресурсов. Это в том числе позволяет снизить расход ресурсов канала до 40%", – отметил Кирилл Глинский.
Оптимизация распределения ресурсов позволяет увеличить количество одновременных подключений без ухудшения скорости и стабильности. Это дает возможность масштабировать автоматизированные производственные площадки и снижать число нештатных ситуаций.
По данным МФТИ, применение алгоритма повышает емкость сетей на 40% при сохранении требуемых показателей надежности и задержки.
Утвержденные этапы развертывания коммерческих сетей 5G в России
- 2026 год. Начало точечного запуска сетей в крупнейших городах на существующих частотах 4G/LTE (за счет принципа технейтральности) с использованием доступного зарубежного оборудования.
- До конца 2028 года. Запуск полноценных сетей 5G во всех городах-миллионниках России на выделенном диапазоне 4,63–4,99 ГГц.
- 2027–2031 годы. Поэтапный обязательный переход операторов связи на использование исключительно российских базовых станций и инфраструктуры.
- К 2030 году. Расширение покрытия и коммерческий запуск сетей 5G в городах с населением от 500 тысяч человек.
- К 2031 году. Завершение трехлетнего цикла масштабного развертывания и уплотнения 5G-инфраструктуры в миллионниках.
- К 2035 году. Финальный этап программы – появление сетей пятого поколения в городах с населением от 100 тысяч человек.
Ранее в России утвердили условия запуска 5G-сетей.
