Дослідження методів побудови інфраструктури мереж зв’язку 5G та надання послуг на основі технологій штучного інтелекту
Автор: Лаврів Микола Миколайович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системне адміністрування телекомунікаційних мереж
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Мережі зв’язку п’ятого покоління 5G/IMT-2020 та нові типи послуг є особливо актуальною темою досліджень останніх 5-6 років, при цьому результатом досліджень та розробок світового масштабу став плавний перехід до концепції мереж зв’язку 2030 [1,2]. Цей перехід відбувся у зв’язку з великою кількістю нових типів послуг, що з’явилися, заснованих на концепції Інтернету Речей. У свою чергу, концепція Інтернету Речей породила інші концепції, в рамках яких були сформовані власні вимоги до мереж зв’язку. На даний момент «курсом», який безпосередньо впливає на розвиток мереж зв’язку та послуг є напрям «Штучний Інтелект у мережах зв’язку» [3]. Тематика Штучного Інтелекту (ШІ) у мережах зв’язку у світі наукових досліджень з’явилася порівняно недавно і викликає все більший інтерес з боку як наукових праць і проектів, так і бізнесу та виробництва. На даний момент більшу частину робіт складають роботи з мереж зв’язку п’ятого покоління, нових послуг, технологій Інтернету Речей. Однак питання штучного інтелекту в мережах зв’язку є досить свіжою темою досліджень. Таким чином, проблемам побудови мереж зв’язку та послуг на основі технологій Штучного Інтелекту, з урахуванням наявних напрацювань у галузі ШІ, досі не приділено достатньої уваги [4,5]. В рамках цього напряму виділяють цілу низку високорівневих завдань, одними з яких є завдання ідентифікації трафіку в мережах зв’язку, прогнозування навантаження на мережу та її пристрої, ефективного розподілу обчислювальних ресурсів та задач у мережі зв’язку. Дані завдання вимагають розробки відповідних методів на основі технологій ШІ, враховуючи особливо вимоги якості обслуговування перспективних послуг мереж зв’язку, необхідної швидкодії службових сервісів та знання прогнозованих даних. Таким чином, актуальним є дослідження методів побудови інфраструктури та надання послуг мобільних мереж зв’язку з використанням технологій штучного інтелекту. Об’єктом дослідження є мережі зв’язку п’ятого покоління 5G/IMT-2020. Предметом дослідження – є особливості побудови цих мереж та послуг на основі технологій штучного інтелекту. Метою магістерської кваліфікаційної роботи є дослідження процесу побудови інфраструктури та надання послуг мереж зв’язку з використанням технологій штучного інтелекту. Для досягнення поставленої мети у роботі необхідно вирішити такі завдання: 1. здійснити огляд особливостей функціонування сучасних мереж мобільного зв’язку; 2. проаналізувати процес ідентифікації трафіку послуг у мережах зв’язку п’ятого покоління; 3. здійснити дослідження взаємодії туманних і граничних обчислень з підтримкою мікросервісної архітектури послуг;4. представити метод прогнозування навантаження на контролери програмноконфігурованих мереж на основі технологій штучного інтелекту. Методи дослідження. Для вирішення поставлених задач використовувалися методи машинного навчання, теорії оптимізації та імітаційного моделювання. Наукова новизна отриманих результатів полягає у розробці структури взаємодії розподілених обчислень із мікросервісною підтримкою для об’єднання хмарних структур багаторівневих прикордонних обчислень та туманних обчислень, а також мережної інфраструктури, побудованої на основі технологій SDN/NFV, що дозволяє зменшити відстань між користувачем та послугою до мінімуму шляхом розміщення функцій послуг у вигляді мікросервісів на Fog-пристроях з точки зору мережевих та обчислювальних ресурсів. Практична значимість отриманих результатів полягає у можливості їх використання у мобільних мережах зв’язку для підвищення якості обслуговування користувачів.