Formula NIST dapat membantu jaringan nirkabel 5G berbagi frekuensi komunikasi secara efisien
Tele

Formula NIST dapat membantu jaringan nirkabel 5G berbagi frekuensi komunikasi secara efisien


Insinyur NIST, Jason Coder, membuat perhitungan matematis untuk rumus pembelajaran mesin yang dapat membantu 5G dan jaringan nirkabel lainnya memilih dan berbagi frekuensi komunikasi secara efisien. Kredit: NIST

Para peneliti di National Institute of Standards and Technology (NIST) telah mengembangkan rumus matematika yang, menurut simulasi komputer, dapat membantu 5G dan jaringan nirkabel lainnya memilih dan berbagi frekuensi komunikasi sekitar 5.000 kali lebih efisien daripada metode trial-and-error.

Rumus baru adalah bentuk pembelajaran mesin yang memilih rentang frekuensi nirkabel, yang dikenal sebagai saluran, berdasarkan pengalaman sebelumnya di lingkungan jaringan tertentu. Dijelaskan pada konferensi minggu ini, rumus tersebut dapat diprogram menjadi perangkat lunak pada pemancar di berbagai jenis jaringan dunia nyata.

Rumus NIST adalah cara untuk membantu memenuhi permintaan yang terus meningkat untuk sistem nirkabel, termasuk 5G, melalui berbagi rentang frekuensi, yang juga dikenal sebagai band, yang tidak berlisensi. Wi-Fi, misalnya, menggunakan pita tidak berlisensi — yang tidak ditetapkan oleh Komisi Komunikasi Federal untuk pengguna tertentu. Studi NIST berfokus pada skenario di mana Wi-Fi bersaing dengan sistem seluler untuk frekuensi tertentu, atau sub-saluran. Apa yang membuat skenario ini menantang adalah bahwa sistem seluler ini menaikkan kecepatan transmisi datanya dengan menggunakan metode yang disebut License Assisted Access (LAA), yang menggabungkan pita tidak berlisensi dan berlisensi.

“Pekerjaan ini mengeksplorasi penggunaan pembelajaran mesin dalam membuat keputusan tentang saluran frekuensi mana yang akan ditransmisikan,” kata insinyur NIST, Jason Coder. “Ini berpotensi membuat komunikasi di jalur yang tidak berlisensi jauh lebih efisien.”

Formula NIST memungkinkan pemancar untuk dengan cepat memilih sub-saluran terbaik untuk operasi Wi-Fi dan jaringan LAA yang sukses dan simultan dalam pita tanpa izin. Masing-masing pemancar belajar memaksimalkan kecepatan data jaringan total tanpa berkomunikasi satu sama lain. Skema ini dengan cepat mencapai kinerja keseluruhan yang mendekati hasil berdasarkan pencarian saluran coba-coba yang lengkap.

Riset NIST berbeda dari studi sebelumnya tentang pembelajaran mesin dalam komunikasi dengan mempertimbangkan beberapa “lapisan” jaringan, peralatan fisik, dan aturan akses saluran antara stasiun pangkalan dan penerima.

Rumusnya adalah teknik “Q-learning”, artinya memetakan kondisi lingkungan — seperti jenis jaringan dan jumlah pemancar dan saluran yang ada — ke tindakan yang memaksimalkan nilai, yang dikenal sebagai Q, yang mengembalikan hadiah terbaik. Dengan berinteraksi dengan lingkungan dan mencoba berbagai tindakan, algoritme mempelajari saluran mana yang memberikan hasil terbaik. Setiap pemancar belajar memilih saluran yang menghasilkan kecepatan data terbaik dalam kondisi lingkungan tertentu.

Jika kedua jaringan memilih saluran dengan tepat, efisiensi lingkungan jaringan gabungan keseluruhan akan meningkat. Metode ini meningkatkan kecepatan data dengan dua cara. Secara khusus, jika pemancar memilih saluran yang tidak ditempati, maka kemungkinan transmisi yang berhasil meningkat, yang mengarah ke kecepatan data yang lebih tinggi. Dan jika pemancar memilih saluran sedemikian rupa sehingga interferensi diminimalkan, maka sinyalnya lebih kuat, yang mengarah ke kecepatan data yang diterima lebih tinggi.

Dalam simulasi komputer, metode alokasi optimal menetapkan saluran ke pemancar dengan mencari semua kemungkinan kombinasi untuk menemukan cara memaksimalkan kecepatan data jaringan total. Rumus NIST menghasilkan hasil yang mendekati optimal tetapi dalam proses yang jauh lebih sederhana. Studi tersebut menemukan bahwa upaya menyeluruh untuk mengidentifikasi solusi terbaik akan membutuhkan sekitar 45.600 percobaan, sedangkan rumus dapat memilih solusi serupa dengan mencoba hanya 10 saluran, hanya 0,02 persen dari upaya.

Studi tersebut membahas skenario dalam ruangan, seperti gedung dengan beberapa titik akses Wi-Fi dan pengoperasian ponsel dalam pita tanpa izin. Para peneliti sekarang berencana untuk memodelkan metode dalam skenario luar ruangan skala besar dan melakukan eksperimen fisik untuk mendemonstrasikan efeknya.


Metode evaluasi antena NIST dapat membantu meningkatkan kapasitas jaringan 5G dan memangkas biaya


Informasi lebih lanjut:
S. Mosleh, Y. Ma, JD Rezac dan JB Coder. Akses Spektrum Dinamis dengan Pembelajaran Penguatan untuk Akses Tanpa Lisensi dalam 5G dan Lebih Lanjut. Dipersembahkan pada Konferensi Teknologi Kendaraan IEEE 91 2020, 25-28 Mei 2020.

Disediakan oleh Institut Standar dan Teknologi Nasional

Kutipan: Formula NIST dapat membantu jaringan nirkabel 5G secara efisien berbagi frekuensi komunikasi (2020, 26 Mei) diakses 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-05-nist-formula-5g-wireless-networks.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Pengeluaran SDY