Нейросетевой метод назначения PCI в 5G-сетях снижает помехи и ускоряет вычисления

В новой научной работе, опубликованной на arXiv, исследователи предложили метод решения задачи назначения Physical Cell Identity (PCI) в плотных 5G-сетях. Проблема возникает из-за ограниченного числа PCI-кодов, которые приходится переиспользовать, что приводит к коллизиям и помехам.

Авторы отмечают, что совместное устранение нескольких типов модульных помех сводится к крупномасштабной многокритериальной комбинаторной оптимизации, которую сложно решать эффективно на реальных сетевых масштабах. Предложенный фреймворк использует конгруэнтное разложение, позволяющее разделить исходную задачу на несколько более простых подзадач.

В основе подхода лежит разбиение на блочные подзадачи типа Min-k-Partition с последующей процедурой раскраски графа для разрешения конфликтов. Для решения NP-трудных подзадач разработаны нейронные блок-солверы, параметризующие релаксированные квадратичные формулировки с помощью графовых нейронных сетей.

Восстановление дискретных назначений выполняется через условное математическое ожидание с округлением, что даёт теоретические гарантии. Эксперименты на синтетических сотовых графах и реальных фрагментах 5G-сетей показали, что новый метод стабильно превосходит существующие бейзлайны по снижению модульных помех, устранению конфликтов и вычислительной эффективности.

Разработка может быть полезна операторам связи при планировании и оптимизации сетей пятого поколения, особенно в условиях высокой плотности базовых станций. Дальнейшие исследования, вероятно, будут направлены на адаптацию метода к другим задачам распределения ресурсов в телекоммуникациях.