چالش‌های صدور گواهینامه برای نوآوری‌های 6G

DNVN - برای ظهور نوآوری‌های کاربردی 6G، محققان با چالش‌های متعددی در تأیید انطباق فناوری اطلاعات بی‌سیم نسل بعدی مواجه هستند. از تئوری و معادلات ریاضی گرفته تا استقرار عملی 6G، این فرآیند پیچیده است و نیاز به برنامه‌ریزی، آزمایش و اندازه‌گیری دقیق برای تعیین دقیق فرکانس‌های فوق بالا دارد.

تحقیقات در مورد نسل ششم ارتباطات (6G) نه تنها به بررسی ویژگی‌های خاص کانال کمک می‌کند، بلکه به اعتبارسنجی عملکرد فرکانس‌ها، شکل موج‌ها و سایر ویژگی‌های جدید از لایه فیزیکی گرفته تا پروتکل‌های لایه بالاتر نیز کمک می‌کند. محققان باید به مشکلات چالش‌برانگیز در هر دو سطح کانال و شبکه بپردازند.

چالش‌های سطح کانال

در سطح کانال، انتقال سیگنال‌های فرکانس بالا با چالش‌های متعددی از جمله تلفات انتقال مواجه است، زیرا باندهای تراهرتز (THz) و نزدیک تراهرتز تضعیف بالایی از خود نشان می‌دهند و باعث می‌شوند قدرت سیگنال در فواصل طولانی به شدت کاهش یابد. این باندها همچنین از تداخل رنج می‌برند، جایی که سیگنال‌های فرکانس بالا هنگام برخورد با موانعی مانند درختان یا ساختمان‌ها محو می‌شوند و منجر به مشکلات پوشش می‌شوند.

مسئله دیگر جذب جوی است. سیگنال‌های تراهرتز به ویژه به جذب توسط گازهای موجود در جو حساس هستند که باعث کاهش قدرت و قابلیت اطمینان سیگنال می‌شود.

علاوه بر این، چالش‌هایی در مورد بودجه‌بندی توان انتقال وجود دارد. پهنای باند وسیع سیگنال‌های 6G می‌تواند منجر به نسبت سیگنال به نویز پایین‌تر شود، زیرا انرژی در باند فرکانسی وسیع‌تری پخش می‌شود.

مشکلات مرتبط با انتشار چندمسیره شامل تداخل و محوشدگی است. سیگنال‌های منعکس‌شده از سطوح به گیرنده در زمان‌های مختلف منجر به تداخل و اعوجاج سیگنال می‌شوند. این مشکل در محیط‌های شهری حتی شدیدتر است. هنگامی که محوشدگی رخ می‌دهد، تغییر سریع در دامنه سیگنال به دلیل اثرات چندمسیره، کیفیت سیگنال را تغییر داده و قابلیت اطمینان انتقال را کاهش می‌دهد.

در فرآیند تولید و مدیریت شکل‌دهی پرتو، تکنیک‌های دقیق شکل‌دهی پرتو برای هدایت پرتوهای باریک و فرکانس بالا به سمت گیرنده مورد نیاز است و شکل‌دهی پرتو می‌تواند در محیط‌های پویا چالش برانگیز باشد. چالش دیگر، ردیابی پرتو است، زیرا موقعیت گیرنده باید دائماً کنترل شود تا جهت‌گیری پرتو در زمان واقعی تنظیم شود و این امر سیستم را پیچیده‌تر می‌کند.

آزمایشگاه 6G در دانشگاه نورث ایست در ایالات متحده در حال تحقیق بر روی یک سیستم MIMO با پهنای باند 130 گیگاهرتز است تا توان عملیاتی داده‌ها و مسافت انتقال را افزایش دهد.

چالش‌های سطح شبکه

چالش‌های سطح شبکه شامل مسائلی مربوط به تراکم و تداخل شبکه، تأخیر و قابلیت اطمینان و توانایی ادغام با شبکه‌های ناهمگن است.

در سطح شبکه، عملکرد به کاهش مشکلات ناشی از تراکم شبکه و تداخل بین سلولی و همچنین مدیریت طیف بستگی دارد. شبکه‌های با تراکم بالا با سلول‌های کوچک زیاد می‌توانند تداخل بین سلولی را افزایش دهند و عملکرد کلی شبکه را کاهش دهند. مدیریت کارآمد طیف برای کاهش تداخل و افزایش استفاده از فرکانس‌های موجود بسیار مهم است.

خانم هوی ینگ یئو، مدیر صنعت و راهکارها در شرکت Keysight Technologies Inc.

تأخیر و قابلیت اطمینان نیز پارامترهای کلیدی برای دستیابی به اهداف تأخیر بسیار کم (مانند تأخیر ۱ میکروثانیه) هستند و به تکنیک‌های پردازش و انتقال سیگنال بسیار کارآمد نیاز دارند. علاوه بر این، اتصال قابل اعتماد ۶G باید در محیط‌های متنوع، مانند مناطق شهری، روستایی و دورافتاده، تضمین شود.

ادغام شبکه‌های 6G با شبکه‌های 5G موجود و سایر فناوری‌های بی‌سیم، نیازمند انتقال یکپارچه بین انواع شبکه‌ها و پرداختن به مسائل مربوط به قابلیت همکاری است. تضمین قابلیت همکاری اجزا و فناوری‌های مختلف شبکه، مانند شبکه‌های ماهواره‌ای، زمینی و هوایی، برای دستیابی به اهداف پوشش و عملکرد جامع ضروری است.

از تئوری تا شبیه‌سازی و مدل‌سازی نسل ششم اینترنت اشیا (6G).

محققان با استفاده از ابزارهای نرم‌افزاری طراحی شبیه‌سازی، در حال مدل‌سازی سناریوهای مختلف استفاده از 6G، از جمله انتشار کانال، شکل موج‌ها و شبکه‌ها هستند.

گام بعدی در فرآیند توسعه 6G، تبدیل این نتایج شبیه‌سازی به شبیه‌سازی‌های سیگنال در دنیای واقعی است. شبیه‌سازی یک عامل حیاتی در اندازه‌گیری عملکرد سیستم 6G در کانال‌ها و شبکه‌های بلادرنگ، از پروتکل‌های فیزیکی گرفته تا لایه‌های بالاتر، است.

شبیه‌سازی سیگنال‌های 6G در یک محیط کنترل‌شده به محققان این امکان را می‌دهد که عملکرد سیستم‌های 6G را به طور دقیق ارزیابی کنند. این کار شامل ارزیابی چالش‌های ذکر شده در بالا تحت شرایط قابل تکرار و همچنین تنظیم دقیق برنامه‌ها برای سناریوهای مختلف است. محققان همچنین می‌توانند از طریق شبیه‌سازی، آسیب‌پذیری‌های سیستم را مطالعه کرده و مشکلات امنیتی را در مراحل اولیه برطرف کنند.

نسل ششم: از تحقیقات نوآورانه تا واقعیت

برای مثال، برای کمک به توسعه فناوری 6G، Keysight با محققان 6G در دانشگاه نورث ایسترن همکاری کرد تا سیستم‌های MIMO با پهنای باند 130 گیگاهرتز را بررسی کرده و تحقیقات بلادرنگ نزدیک به تراهرتز را در لایه شبکه انجام دهد.

بازار انتظار دارد که 6G تا سال 2030 تجاری‌سازی شود - به این معنی که ما حداکثر پنج سال فرصت داریم تا محصولات و برنامه‌هایی را که با استاندارد مطابقت دارند، که در حال حاضر هنوز در دست توسعه است، محقق کنیم. محققان، طراحان دستگاه و قطعات، متخصصان آزمایش و اندازه‌گیری، مهندسان شبکه و امنیت سایبری و سازمان‌های نظارتی در کل اکوسیستم 6G با هم همکاری می‌کنند تا 6G را به واقعیت تبدیل کنند.

Hwee Yng Yeo، Keysight Technologies

منبع: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/nhung-thach-thuc-trong-xac-nhan-hop-chuan-cho-cac-sang-tao-6g/20250619052935383