[Взгляд в будущее с Samsung Research] Исследовательский институт Samsung в Бангалоре (Индия): как передовые коммуникационные сети изменят нашу повседневную жизнь

В этом цикле материалов редакция Samsung Newsroom знакомит читателей с техническими экспертами из исследовательских центров Samsung по всему миру, а также рассказывает о той работе, которую они делают, и о том, как она напрямую улучшает жизнь пользователей.

Герой сегодняшней статьи – Ратнакар Рао (Ratnakar Rao V R), который возглавляет группу Beyond 5G в Исследовательском центре Samsung в Бангалоре в Индии (SRI-B). Скоро исполнится десять лет, как Рао пришел в SRI-B, и большая часть его опыта здесь связана с исследованиями и разработками технологий беспроводной связи, таких как 4G и 5G.

В эпоху сетей 5G характер развертывания систем сотовой связи меняется из-за целого ряда факторов. С появлением технологий 5G коммуникационные сети будут тесно интегрированы с приложениями. При поддержке искусственного интеллекта они смогут предлагать всем пользователям персонализированный опыт работы с сетью.

Наш коллега Евгений Павлов, руководитель лаборатории передового системного программного обеспечения Исследовательского Центра Samsung в России (SRR) поговорил с Ратнакаром Рао об прикладные исследования технологий искусственного интеллекта, которые он и его команда проводят в SRI – B.

В: Современное системное программное обеспечение играет решающую роль в активации всех видов технологий, призванных обеспечить более качественный пользовательский опыт. Как прикладные исследования технологий искусственного интеллекта повлияли на вашу работу в области коммуникаций?

Традиционно все системы сотовой связи реализовывались с использованием математических моделей и строго основывались на правилах. Однако сейчас, в эпоху 5G, ситуация меняется, и эти изменения обусловлены целым рядом факторов.

Во-первых, сегодня одна и та же сеть должна уметь одновременно поддерживать различные сценарии использования, однако подобные системы не могут работать с максимальной отдачей, если они реализованы только на основе традиционных методов моделирования. Во-вторых, развитие вычислительных алгоритмов и архитектур процессоров упрощает запуск алгоритмов искусственного интеллекта и моделей машинного обучения на более широком спектре устройств. В-третьих, беспроводные сети виртуализируются и разделяются на микросервисы, работающие в облаке. Возможности искусственного интеллекта на устройстве (On-Device AI) теперь доступны и на беспроводных терминалах. Начиная с 5G, сети будут тесно интегрированы с приложениями, что потребует от них большей осведомленности о пользователях и приложениях, чтобы предоставлять максимально персонализированный сетевой опыт для всех.

Все эти факторы обеспечивают возможность и обуславливают необходимость более широкого использования искусственного интеллекта и машинного обучения в беспроводных сетях и терминалах нового поколения.

В: Не могли бы вы вкратце рассказать об Исследовательском центре SRI–B и о той работе, которая здесь проводится?

Институт исследований и разработок Samsung в Бангалоре (SRI-B) включает в себя пять центров передового опыта (CoE), специализирующихся на коммуникациях, камерах и мультимедиа, искусственном интеллекте на устройствах, IoT и сервисах. SRI-B обладает большим опытом в реализации проектов, от этапа исследований до этапа вывода проекта на рынок в каждой из этих областей и, опираясь на свою экспертизу, постоянно вносит значительный вклад в развитие линейки продуктов Samsung.

В Центре передового опыта Samsung в области коммуникаций группы экспертов занимаются разработкой мобильных терминалов, RAN / ядра сети и стандартов беспроводной связи. Сильная синергия между этими командами позволила центру нарастить комплексную экспертизу в этой предметной области. Кроме того, недавно мы провели передовые исследования в области коммуникаций, чтобы внести весомый вклад в развитие технологий Beyond 5G и 6G.

В чем именно состоит та работа в области коммуникационных технологий, которой вы и ваша команда сейчас занимаетесь?

Во-первых, наша команда специализируется на радиосвязи, протоколах передачи данных и системном программном обеспечении для встроенных модемов. Мы формируем пользовательский опыт работы с сетями 5G для различных рынков по всему миру. Наша команда занимается разработкой мобильных терминалов 5G для целого ряда мировых рынков.

Во-вторых, мы занимаемся передовыми исследованиями и разработками в области протоколов связи. Одна часть нашей работы воплощается в продуктах в качестве уникальных для Samsung функций и решений. Другая часть нашей работы направлена на создание стандартов и соответствующей интеллектуальной собственности, относящихся к системам Beyond 5G и 6G.

В: Как, на ваш взгляд, наступление эры Beyond 5G изменит взаимодействие пользователей с технологиями в их повседневной жизни?

Первые запуски неавтономных сетей 5G позволили разблокировать большую часть неиспользуемого до сих пор спектра в средних и высоких диапазонах, а также позволили задействовать существующий спектр 4G для запуска сетей 5G. Таким образом, мы наблюдаем переход к системам связи с очень высокой пропускной способностью.

Это огромное увеличение емкости позволит большему количеству пользователей подключать еще больше устройств к Интернету и позволит обеспечить доступ к сети тем, кто живет в сельской местности. Для обычных пользователей эти преимущества будут заметны, например, при потоковой передаче видео с очень высоким разрешением, в виде более быстрой загрузки и выгрузки файлов, а также в интерактивных играх в реальном времени. Кроме того, они смогут воспользоваться технологиями смешанной реальности в потоковом видео и видеозвонках.

Последующие усовершенствования технологий 5G в ближайшие годы откроют для потребителей новые информационно-развлекательные возможности и позволят реализовать множество других сценариев использования. Например, создание устройств Интернета вещей с низким энергопотреблением и низкой пропускной способностью поможет государственным службам, сельскохозяйственной отрасли и промышленным предприятиям автоматизировать свою деятельность для повышения эффективности. Развитие спутниковой сети 5G обеспечит повсеместное покрытие по всему миру. Высоконадежная оптимизация сетей 5G и обеспечение малых задержек также позволит улучшить удаленное предоставление услуг, например, в сфере здравоохранения и в образования.

В: Какими достижениями SRI–B в области коммуникаций вы больше всего гордитесь?

В SRI-B мы сыграли решающую роль в запуске первых в мире смартфонов с поддержкой 3G, 4G и 5G. Недавно SRI-B включила поддержку автономных сетей 5G и агрегацию операторов 5G в мобильных терминалах для коммерческого использования, разработала программное обеспечение для сетей 4G и 5G и помогла реализовать стандарт MC-PTT (Mission Critical Push to Talk).

Исследовательский центр SRI-B уже несколько лет является лидером в области создания интеллектуальной собственности. Каждый год инженеры SRI-B создают по несколько IP-блоков из разных областей и направлений. Мы создали более 200 реализаций сложных функциональных блоков (implementation IPs) для беспроводной связи и более 100 стандартных базовых функциональных блоков (standard essential IPs) для сетей 4G и 5G.

В: Как сотрудничество с другими Исследовательскими центрами, такими как Samsung Research America в США, Samsung R&D Institute в Великобритании и Samsung Research в Корее, дополняет вашу работу и исследовательские возможности?

Мы тесно сотрудничали с Samsung Research над ранней разработкой и реализацией технологии 5G, а теперь вместе с ними работаем над только зарождающимися технологиями 6G. Я твердо убежден, что дальнейшее сотрудничество между SRI-B и командами Samsung Research America и Samsung R&D Institute UK откроет перед нами большие возможности и поможет нам в полной мере реализовать наш потенциал.

В штате SRI-B насчитывается немало инженеров по коммуникационным технологиям, включая новаторов и экспертов в этой предметной области. Таким образом, Центр может оперативно формировать высококлассные команды и быстро проводить исследования. Мы активно изучаем эти возможности, взаимодействуя с ведущими экспертами из глобальных исследовательских центров, чтобы внедрять прорывные инновации.

В: Как искусственный интеллект и машинное обучение задействованы в технологиях беспроводной связи Beyond 5G и 6G? Как будут развиваться комбинации этих технологий в будущем?

Считается, что искусственный интеллект и машинное обучение будут иметь значительное влияние на управление сетями и радиоресурсами для сетей Beyond 5G и 6G. Мы предполагаем, что технологии искусственного интеллекта и машинного обучения будут использоваться в задачах по управлению блоками, процедурных задачах и в системном программном обеспечении, и мы ведем активные исследования во всех этих направлениях.

• ИИ в управлении блоками (Block-level AI): конкретный блок в терминале или сети может быть добавлен с помощью ИИ / машинного обучения без воздействия на остальную систему, что позволит повысить производительность и / или сэкономить вычислительные ресурсы. Например, канальный декодер может решить завершить итерации декодирования раньше, если сможет предсказать, будет ли декодирование блока в конечном итоге успешным или неудачным.
• ИИ в процедурных задачах: Здесь подразумевается, что как минимум два объекта обмениваются информацией в сквозной системе, чтобы обеспечить точное использование методов ИИ и машинного обучения. Например, между терминалом и сетью необходимо обмениваться метаданными, чтобы автоматический кодировщик или декодер работал в пределах погрешности. В качестве другого примера можно привести управление мобильностью для терминалов.
• ИИ в системном программном обеспечении: Большинство объектов в системах связи следующего поколения должны будут работать в нескольких режимах. Встроенное системное программное обеспечение должно иметь возможность очень динамично увеличивать или уменьшать системные ресурсы. Ожидается, что искусственный интеллект во встроенном системном программном обеспечении будет изучать контекстно-зависимые требования и соответствующим образом адаптировать настройки.

В: Вы являетесь старшим членом Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). Чем вы занимаетесь в этой роли? Как ваша позиция в IEEE влияет на вашу другую работу?

В этой роли я читаю лекции и беседую на различные технологические темы для студенческих сообществ и преподаю в различных колледжах, где готовят инженеров. Эта роль также позволила мне самому представить новые учебные программы и начать сотрудничество со студенческими сообществами и преподавателями из известных университетов.

Цель состоит в том, чтобы повлиять на как можно большее количество людей, чтобы улучшить их знания в предметной области и провести передовые исследования в сфере коммуникационных технологий. Я также представляю Samsung на различных переговорах и обсуждениях с представителями промышленности, правительства и научных кругов. Подобная деятельность помогает мне оставаться в курсе последних тенденций в различных сферах, смежных с моей областью знаний.

Я также призываю членов моей команды публиковать результаты своих работ на конференциях и в журналах. В этом и прошлом году мы опубликовали более 20 статей на различных форумах.