Распределение ресурсов в мобильных сетях пятого поколения

МФТИ ФПМИ
5G - это не будущее, это настоящее!
Сети пятого поколения лежат в основе огромного количества прорывных технологий. Это и интернет вещей, и беспилотный транспорт, и даже умный город!
Проблема
В сетях 5G данные от вышки связи передаются в одном одновременно группе пользователей, а не поочереди, как было раньше. Однако сигналы для разных пользователей создают друг другу помехи. Чем сильнее помехи, тем выше риск того, что до пользователя данные дойдут в нечитаемом виде.
Задача
Необходимо реализовать и экспериментально проверить алгоритмы, которые будут быстро выбирать оптимальную группу пользователей, которым вышка связи должна передавать данные в текущий такт работы. Важны и качество и скорость передачи данных.
Как мы её решали:
1
Изучение теории
Мы получили огромный объем знаний, прослушав десятки часов лекций как по теории передачи информации, так и по математике и промышленному программированию.
2
Доработка симулятора
Написанные алгоритмы нужно было где-то тестировать. Для этого мы реализовали интерфейс, позволяющий быстро запускать различные алгоритмы в среде, симулирующей процесс работы настоящей 5G вышки.
3
Реализация алгоритмов
Было написано множество принципиально разных алгоритмов как для одноантенных , так и для многоантенных пользователей.
4
Тестирование и анализ
Для оценки качества алгоритмов мы использовали множество метрик. Вот некоторые из них: средняя скорость передачи данных каждому из пользователей и всем пользователям в целом, объем переданных данных за каждую итерацию (для сглаживания была применена свертка) и так далее.
Наша команда
Умнейшие люди, если кто спросит

Телелюхин

Артем

Жеребятьев

Максим

Рязанцев

Иван

Богданов

Ярослав

Алексей Владимирович Чернов
Наши преподаватели
Юлия Геннадьевна Чернова
Вопрос:
Хм, а для чего это всё вообще нужно?
Ответ:
Сети пятого поколения - это достаточно новая область, потому многие технические решения, которые на данный момент используют технологические гиганты, являются неоптимальными. А это значит, что даже небольшая команда сможет внести значительный вклад в развитие данной технологии.
Вопрос:
Круто, а какие алгоритмы вы использовали?
Ответ:
Все реализованные нами алгоритмы можно разделить на три подгруппы: алгоритмы на графах, на булевом n-мерном кубе и с использованием кластеризации.
Что же получилось?
Наша команда реализовала интерфейс для удобного тестирования алгоритмов как для одноантенных, так и для многоантенных пользователей, воплотила множество эвристических алгоритмов и, сравнив их, определила наилучший.
Нажмите на изображения, чтобы увеличить.
Слева - графики суммарной передачи данных.
Справа - сценарии расположения пользователей.