Werden Mobilfunknetze jenseits von 5G in Zukunft erfolgreich sein? Nach wissenschaftlicher Ansicht hängt das vor allem von der Qualität der Netzwerkintelligenz ab, die das Netzwerkmanagement vollständig automatisieren wird. Obwohl KI-Modelle häufig als Eckpfeiler der Netzwerkintelligenz angesehen werden, ist künstliche Intelligenz nicht das beste Instrument für alle damit verbundenen Aufgaben.

Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts Daemon (Network intelligence for aDAptive and sElf-Learning MObile Networks) wurde ein pragmatischer Ansatz für die Gestaltung der Netzwerkintelligenz verfolgt. Dazu wurde analysiert, welche Aufgaben mit KI-Modellen gelöst werden können, um Leitlinien für den Einsatz von maschinellem Lernen in Netzwerkfunktionen zu erarbeiten. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse hat das Unternehmen Algorithmen erstellt, die eine Reihe von Kernfunktionen für Netzwerke jenseits von 5G bieten.

Zu den bisherigen Fortschritten äußert sich Dr. Marco Fiore vom Daemon-Projektkoordinator IMDEA Networks, Spanien, in einer auf der Website des Instituts veröffentlichten Pressemitteilung: „Wir haben eine Reihe origineller Algorithmen für Netzwerkintelligenz entwickelt, die den Stand der Technik in vielen praktischen Netzwerkfunktionen deutlich vorangebracht haben, darunter die Planung, Steuerung und Orchestrierung von virtualisierten Funkzugangsnetzen, die Platzierung und Steuerung virtueller Netzwerkfunktionen, die Erkennung, Vorhersage und Reaktion auf Anomalien, die Orchestrierung von Edge-Ressourcen und Slice, die vorausschauende Ressourcenzuweisung im Netzwerkkern und die Steuerung rekonfigurierbarer intelligenter Oberflächen.“

Bessere Leistung, kleinerer Fußabdruck

Die im Projekt erzielten Fortschritte in Hinsicht auf die Netzwerkintelligenz werden dazu beitragen, eine extrem hohe Leistung in Verbindung mit einer effizienten Nutzung der zugrundeliegenden Funk- und Rechenressourcen zu erzielen. „Das Projekt birgt das Potenzial, Veränderungen im Betrieb von Mobilfunknetzen herbeizuführen, die nicht nur den Betreibenden, sondern auch der Kundschaft zugutekommen, die in den Genuss besserer Dienste mit geringeren Verzögerungen, höherem Durchsatz und einer stabileren Infrastruktur kommen werden“, so Dr. Fiore. „Außerdem ist ein Teil der Bemühungen der Begrenzung des Energieverbrauchs von Netzinfrastrukturen gewidmet, wodurch der Fußabdruck der mobilen Kommunikation verkleinert wird, was in diesen schwierigen Zeiten der globalen Erwärmung einen gesellschaftlichen Nutzen besitzt.“

Zu den Projekterrungenschaften gehören mehr als 49 bisher veröffentlichte wissenschaftliche Arbeiten, von denen eine die Entwicklung und Validierung eines quelloffenen, cloudbasierten Mobilfunknetzes beschreibt. Wie es in der im „IEEE Communications Magazine“ publizierten Studie heißt, „unterstützt das Netzwerk die Kanalemulation und bietet eine erschwingliche und skalierbare Möglichkeit, Orchestrierungsalgorithmen mit standardisierten Vim-Schnittstellen zu testen“.

Eine weitere aktuelle Studie, die von Daemon begleitet wird, konzentriert sich auf migrationsfähige Netzwerkdienste mit Edge-Computing. Die in der Fachzeitschrift „IEEE Transactions on Network and Service Management“ veröffentlichte Studie stellt einen Algorithmus zur Minimierung der prioritätsbedingten Dienstmigration vor, der die mittlere Ausfallzeit von Diensten mit niedriger Priorität und die mittlere Aufnahmezeit von Diensten mit hoher Priorität verringert.

Das Daemon-Gemeinschaftsunternehmen hat bisher drei Patente für die im Projekt entwickelten Lösungen angemeldet und mehr als 25 Beiträge für verschiedene Normungsgremien geleistet. Darüber hinaus hat die Entwicklung eines intelligenten Ansatzes zur Anomalienerkennung für eine über das Internet der Dinge verwaltete Konnektivitätsplattform durch den spanischen Daemon-Projektpartner Telefónica dem Unternehmen einen Platz auf dem Innovationsradar der EU eingebracht.

Dr. Fiore bemerkt: „Die bisher durchgeführten Forschungsarbeiten sind sicherlich bahnbrechend. Sie befassen sich mit vielen offenen Problemen bei der Automatisierung des Betriebs der Mobilfunkinfrastruktur und schlagen innovative Lösungen vor, die entweder auf neuartigen KI-Modellen beruhen, die auf Netzwerkumgebungen zugeschnitten sind, oder auf praktischen Aktualisierungen der Netzwerkarchitektur, die deren Fähigkeit zur Aufnahme von Selbstmanagementfunktionen verbessern.“

Das Projekt Daemon endet im Dezember 2023.

Hintergrund
Daemon-Projektwebsite

Quelle: Forschungsergebnisse der EU