Keysight Technologies e Universidade de Málaga colaboram para impulsionar a IA e a ML nas comunicações sem fios avançadas

Numa colaboração inovadora, a Keysight Technologies e a Universidade de Málaga (UMA) unem forças para aproveitar o poder da inteligência artificial (IA) e da aprendizagem automática (ML) nos sistemas de comunicações sem fios avançados. Com um foco acentuado na investigação e desenvolvimento de 6G, esta parceria conseguiu desenvolver um método para integrar algoritmos de IA e ML em ferramentas de conceção e medição. Esta integração visa validar o seu desempenho e acelerar a adoção em toda a indústria, resolvendo desafios de interoperabilidade e abrindo caminho para a implementação padronizada de IA e ML no setor sem fios.

Preencher a lacuna nas normas sem fios

Muitas operadoras de rede e fornecedores já começaram a utilizar IA e ML nas suas redes para melhorar o desempenho e a eficiência. No entanto, a ausência de normas sem fios claras para a implementação de IA e ML criou desafios significativos de interoperabilidade entre os fornecedores de equipamentos. Javier Campos, Engenheiro de I&D na Keysight, explica: “Esta situação cria muitos problemas de interoperabilidade entre os fornecedores de equipamentos e ter uma norma que não está otimizada para a tecnologia IA/ML – este é o desafio com o qual temos trabalhado com a universidade para resolver.”

Melhorar o desempenho sem fios com IA

Uma das estratégias críticas para otimizar o desempenho sem fios envolve fornecer e utilizar informações precisas sobre o estado do canal (CSI). O CSI abrange as propriedades e condições conhecidas do canal de um enlace de comunicações, permitindo ajustes em tempo real nas transmissões para manter um desempenho ótimo. Este componente é fundamental para alcançar comunicações fiáveis com altas taxas de dados e sistemas de múltiplas antenas. Tradicionalmente, o cálculo e a comunicação do CSI preciso eram computacionalmente intensivos e exigiam muitos recursos, tornando-o um candidato ideal para a integração de IA e ML na rede.

Campos destaca o potencial da IA neste contexto, afirmando: “Embora a IA exista há bastante tempo, a indústria conseguiu agora identificar casos de uso concretos, como a otimização da retroalimentação do CSI, onde a IA pode proporcionar ganhos enormes em desempenho, utilização de recursos e eficiência energética.”

Melhoria da retroalimentação do CSI alimentada por IA

Reconhecendo o CSI como um caso de uso principal que beneficia da IA e da ML, os investigadores sem fios da UMA desenvolveram um modelo de IA/ML para a melhoria da retroalimentação do CSI. Mari Carmen Aguayo, Professora na Universidad de Málaga e Diretora do Instituto de Investigação em Telecomunicações (TELMA), elabora: “O que estamos a fazer é reduzir a informação que tem de ser enviada pelo ar para fornecer um CSI preciso desde o equipamento do utilizador até à estação base.” Esta redução é alcançada através de algoritmos de IA que comprimem a informação necessária em quantidades mínimas, garantindo um desempenho ótimo com a menor transmissão de dados possível.

Para validar a superioridade do seu modelo de ML face ao processamento digital de sinais (DSP) tradicional para a retroalimentação do CSI, os investigadores da UMA recorreram à Keysight para obter uma plataforma de gêmeo digital. Esta plataforma emulou o desempenho do seu modelo em condições do mundo real, permitindo testes abrangentes sob vários perfis de desvanecimento e cenários de teste.

Abrindo portas para normas baseadas em IA/ML

Através dos seus esforços colaborativos, a Keysight e a UMA desenvolveram uma interface que permite a integração de qualquer algoritmo de IA/ML que respeite as APIs e estruturas comuns de IA/ML na SystemVue da Keysight, uma ferramenta de modelação. Este avanço abre caminho para que toda a indústria utilize algoritmos de IA e ML de forma eficaz. Para facilitar este processo de integração, a Keysight e a UMA estão a trabalhar ativamente para apresentar esta inovação ao organismo de normas 3rd Generation Partnership Project Radio Access Network (3GPP RAN-1).

Campos afirma: “Juntos, estamos ansiosos por progredir nas diferentes áreas que a 3GPP está a estudar. Estamos a trabalhar para melhorar a usabilidade e as medições, obtendo as informações necessárias para trazer esta nova tecnologia para a indústria.”

Contribuições para a versão 3GPP 18

Após a validação bem-sucedida dos seus modelos de IA, a UMA e a Keysight apresentaram estas inovações, juntamente com as melhores práticas de medição associadas, à 3GPP como parte da Versão 18. Esta marca a primeira versão da 3GPP que se debruça sobre as melhorias de IA/ML para a interface aérea, sublinhando a importância do seu trabalho na moldagem do futuro das comunicações sem fios.

Uma parceria contínua para o futuro

A parceria entre a UMA e a Keysight está longe de terminar. A sua colaboração está prevista para continuar com planos de fazer contribuições adicionais e expandir as suas descobertas para outras ferramentas da Keysight. O seu objetivo final é capacitar os investigadores sem fios em todo o mundo para aproveitar o potencial da IA e da ML na moldagem do futuro das comunicações sem fios avançadas.

A colaboração entre a Keysight Technologies e a Universidade de Málaga representa um salto significativo na integração de IA e ML nos sistemas de comunicações sem fios avançados. Os seus esforços resolvem desafios de interoperabilidade e lançam as bases para a implementação padronizada de IA e ML na indústria sem fios, prometendo um desempenho melhorado, uma utilização mais eficiente dos recursos e maior eficiência energética na era da tecnologia sem fios 6G.