Redo för 6G? Hur AI kommer att forma framtidens nätverk

Ms. Tech

Mobiltelefonteknik har förändrat hur människor förstår och interagerar med världen och med varandra. Det är svårt att tänka på en teknik som har format livet på 2000-talet starkare.

Den senaste tekniken – den femte generationen av mobilstandarder, eller 5G – distribueras för närvarande på utvalda platser runt om i världen. Och det väcker en uppenbar fråga. Vilka faktorer kommer att driva utvecklingen av den sjätte generationens mobilteknik? Hur kommer 6G att skilja sig från 5G, och vilken typ av interaktion och aktivitet kommer det att tillåta som inte kommer att vara möjligt med 5G?

Idag får vi ett slags svar, tack vare Razvan-Andrei Stoicas och Giuseppe Abreus arbete vid Jacobs University Bremen i Tyskland. Dessa killar har kartlagt begränsningarna för 5G och de faktorer som de tror kommer att driva utvecklingen av 6G. Deras slutsats är att artificiell intelligens kommer att vara den främsta drivkraften för mobil teknik och att 6G kommer att vara den möjliggörande kraften bakom en helt ny generation av applikationer för maskinintelligens.

Först lite bakgrund. Enligt alla kriterier är 5G ett betydande framsteg jämfört med de tidigare 4G-standarderna. De första 5G-nätverken erbjuder redan nedladdningshastigheter på upp till 600 megabit per sekund och har potential att bli betydligt snabbare. Däremot fungerar 4G i allmänhet med upp till 28 Mbits/s – och de flesta mobiltelefonanvändare kommer att ha upplevt att hastigheten sjunker till noll då och då, av skäl som inte alltid är tydliga.

5G är uppenbarligen bättre i detta avseende och kan till och med ersätta många fasta anslutningar.

Men de mest betydande fördelarna går utöver dessa rubriksiffror. 5G-basstationer, till exempel, är designade för att hantera upp till en miljon anslutningar, jämfört med de 4 000 som 4G-basstationer kan klara av. Det borde göra skillnad för kommunikationen vid stora sammankomster som sportevenemang, demonstrationer och så vidare, och det skulle kunna möjliggöra alla typer av applikationer för sakernas internet.

Sedan finns det latens – den tid det tar för signaler att färdas över nätverket. 5G är designat för att ha en latens på bara en enda millisekund, jämfört med 50 millisekunder eller mer på 4G. Alla spelare kommer att berätta hur viktigt det är, eftersom det gör fjärrkontrollen till spelkaraktärer mer lyhörd. Men olika teleoperatörer har visat hur samma fördel gör det möjligt att kontrollera drönare mer exakt, och till och med att utföra telekirurgi med hjälp av en mobilanslutning.

Allt detta borde vara möjligt med lägre strömkrav för att starta, och nuvarande påståenden tyder på att 5G-enheter bör ha 10 gånger så lång batteritid som 4G-enheter.

Så hur kan 6G förbättra det? 6G kommer naturligtvis att erbjuda ännu snabbare nedladdningshastigheter – den nuvarande tanken är att de kan närma sig 1 terabit per sekund.

Men vilken typ av transformativa förbättringar kan det erbjuda? Svaret, enligt Stoica och Abreu, är att det kommer att möjliggöra snabbt föränderliga samarbeten i stor skala mellan intelligenta agenter som löser intrikata utmaningar i farten och förhandlar fram lösningar på komplexa problem.

Ta problemet med att samordna självkörande fordon genom en större stad. Det är en betydande utmaning med tanke på att cirka 2,7 miljoner fordon kör in i en stad som New York varje dag.

Framtidens självkörande fordon kommer att behöva vara medvetna om sin plats, sin miljö och hur den förändras, och andra trafikanter som cyklister, fotgängare och andra självkörande fordon. De kommer att behöva förhandla sig genom korsningar och optimera sin rutt på ett sätt som minimerar restiderna.

Det är en betydande beräkningsutmaning. Det kommer att kräva att bilar snabbt skapar on-the-fly nätverk, till exempel när de närmar sig en specifik korsning – och sedan överger dem nästan omedelbart. Samtidigt kommer de att ingå i bredare nätverk som beräknar rutter och restider och så vidare. Interaktioner kommer därför att vara nödvändiga i stora mängder för att lösa stora distribuerade problem där massiv anslutning, stora datavolymer och ultralåg latens utöver de som erbjuds av 5G-nätverk kommer att vara avgörande, säger Stoica och Abreu.

Naturligtvis är detta bara ett exempel på den typ av samarbete som 6G kommer att möjliggöra. Stoica och Abreu föreställer sig ett brett utbud av andra distribuerade utmaningar som blir lätta att hantera med denna typ av tillvägagångssätt.

Dessa kommer att baseras på realtidsgenerering och samverkande bearbetning av stora mängder data. En uppenbar applikation är nätverksoptimering, men andra inkluderar övervakning och planering av finansmarknaden, sjukvårdsoptimering och nowcasting – det vill säga förmågan att förutsäga och reagera på händelser när de inträffar – i en tidigare ofattbar skala.

Artificiellt intelligenta agenter är helt klart avsedda att spela en viktig roll i vår framtid. För att utnyttja den verkliga kraften hos sådana agenter är kollaborativ AI nyckeln, säger Stoica och Abreu. Och på grund av det mobila samhället på 2000-talet är det tydligt att detta samarbete endast kan uppnås via trådlös kommunikation.

Det är en intressant framtidsvision. Det återstår mycket förhandlingar och hästhandel innan en uppsättning 6G-standarder ens kan beskrivas, än mindre slutföras. Men om Stoica och Abreu har rätt kommer artificiell intelligens att vara drivkraften som formar framtidens kommunikationsnätverk.

Ref: arxiv.org/abs/1904.03413 : 6G: Wireless Communications Network for Collaborative and AI Applications

Dölj