在未來,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必然向多元化業(yè)務(wù)的方向發(fā)展。例如,當(dāng)你在通過無線網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)時(shí),其他用戶身上的可穿戴物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也在通過同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。事實(shí)上,這兩種應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求大為不同,其中,虛擬現(xiàn)實(shí)需要網(wǎng)絡(luò)提供低時(shí)延和高速率的傳輸,而物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備則需要網(wǎng)絡(luò)支持高并發(fā)通信。那么,如何讓一個(gè)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)滿足具有差異化需求的業(yè)務(wù)呢?這就需要引入網(wǎng)絡(luò)切片(Network Slicing)技術(shù),通過將移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的底層物理資源切分成多個(gè)邏輯獨(dú)立的切片來滿足各類業(yè)務(wù)。
這篇論文針對(duì)網(wǎng)絡(luò)切片的切換問題進(jìn)行了研究。我們知道,由于用戶移動(dòng)以及業(yè)務(wù)需求的變化,用戶信道條件和切片負(fù)載不斷變化。同時(shí),用戶切片選擇會(huì)對(duì)別的用戶產(chǎn)生影響。因此,優(yōu)化用戶的切片切換需要從用戶整體性能的角度動(dòng)態(tài)地進(jìn)行。本文創(chuàng)新性地將切片地接入切換問題建模為多人隨機(jī)博弈問題,然后通過人工智能中的多智體強(qiáng)化學(xué)習(xí)進(jìn)行求解,提出了分布式的網(wǎng)絡(luò)切片智能接入和切換算法。
本文利用人工智能技術(shù)解決了構(gòu)建未來網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵的切片切換問題,相信會(huì)為從事相關(guān)領(lǐng)域的研究人員帶來有益的啟發(fā)。
在幾年前,基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的AlphaGo 擊敗圍棋九段棋手李世乭,這引起了全世界的目光并掀起了對(duì)深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的研究熱潮。深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)實(shí)際上是一種利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)環(huán)境規(guī)律進(jìn)行分析、提取,并據(jù)此做出最優(yōu)決策的機(jī)器學(xué)習(xí)方法,它也是人工智能在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的代表性技術(shù)。
與此同時(shí),傳統(tǒng)移動(dòng)通信的發(fā)展卻遇到了瓶頸。一方面,通信終端的激增導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)規(guī)模劇增。另一方面,人們?nèi)找嫣岣叩耐ㄐ判枨笫咕W(wǎng)絡(luò)必須通過精準(zhǔn)的按需服務(wù)來充分利用有限的資源。這都使傳統(tǒng)基于優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)管理方法失效。為了解決這一問題,人們提出將人工智能與傳統(tǒng)通信技術(shù)相結(jié)合,打造面向未來通信需求的智能通信系統(tǒng)。這篇文章著眼于介紹面向智能通信的深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法,從移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的資源管理、接入控制以及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)三方面進(jìn)行了全面的剖析和總結(jié)。此外,本文還對(duì)目前尚未解決的開放問題進(jìn)行了討論。對(duì)于從事通信領(lǐng)域或?qū)χ悄芡ㄐ鸥信d趣的讀者,相信本文可以為你提供有益的思路。
梁應(yīng)敞,教授、博導(dǎo)、歐洲科學(xué)院外籍院士,IEEE Fellow,國家特聘專家,全球高被引科學(xué)家,電子科技大學(xué)人工智能研究院副院長、電子科技大學(xué)智能網(wǎng)絡(luò)與通信研究中心主任、先進(jìn)無線通信國際合作研究中心副主任及國際期刊IEEE Cognitive Communications and Networking(TCCN)主編。長期從事認(rèn)知無線電、頻譜共享、智慧物聯(lián)網(wǎng)、無線大數(shù)據(jù)及機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的前沿研究,承擔(dān)了多項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。在國際學(xué)術(shù)期刊及會(huì)議上發(fā)表專業(yè)論文400 余篇(包括ESI 高被引論文18 篇),Google Scholar 總引用次數(shù)近2.5 萬次,其中單篇最高引用超過2 800 次,擁有30 多項(xiàng)國際專利,是IEEE 802.22 等多個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)的起草人之一。