چالش‌های اعتبارسنجی نوآوری‌های 6G

DNVN - برای ظهور نوآوری‌های عملی 6G، محققان با مشکلات زیادی در صدور گواهینامه نسل بعدی فناوری اطلاعات بی‌سیم مواجه هستند. از تئوری، معادلات ریاضی گرفته تا استقرار واقعی 6G بسیار پیچیده هستند و نیاز به برنامه‌ریزی، آزمایش و اندازه‌گیری دقیق برای تعیین دقیق فرکانس‌های فوق بالا دارند.

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

چالش‌های سطح کانال

در سطح کانال، انتقال سیگنال فرکانس بالا با چالش‌هایی از جمله از دست دادن مسیر همراه است، زیرا باندهای تراهرتز (THz) و زیر تراهرتز تضعیف بالایی دارند و باعث می‌شوند قدرت سیگنال در فواصل طولانی به شدت کاهش یابد. این باندها همچنین مشکل تداخل دارند، جایی که سیگنال‌های فرکانس بالا هنگام برخورد با موانعی مانند درختان یا ساختمان‌ها محو می‌شوند و مشکلات پوشش ایجاد می‌کنند.

مشکل 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.

همچنین چالش‌هایی در مورد بودجه‌های توان انتقال وجود دارد. پهنای باند وسیع سیگنال‌های 6G می‌تواند منجر به نسبت سیگنال به نویز پایین شود، زیرا توان در باند وسیع‌تری پخش می‌شود.

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

در تولید و مدیریت پرتو، تکنیک‌های دقیق شکل‌دهی پرتو برای هدایت پرتوهای باریک با فرکانس بالا به گیرنده مورد نیاز است و هدایت پرتو در محیط‌های پویا می‌تواند دشوار باشد. چالش دیگر، ردیابی پرتو است، زیرا موقعیت گیرنده باید دائماً کنترل شود تا هدایت پرتو در زمان واقعی تنظیم شود و این به پیچیدگی سیستم می‌افزاید.

آزمایشگاه 6G در دانشگاه نورث ایست، ایالات متحده، در حال تحقیق بر روی سیستم‌های MIMO با پهنای باند ۱۳۰ گیگاهرتز است تا بتواند 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 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 داده و عملکرد کلی شبکه را کاهش دهند. مدیریت کارآمد طیف برای کاهش تداخل و افزایش استفاده از فرکانس‌های موجود ضروری است.

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

تأخیر و قابلیت اطمینان نیز پارامترهای کلیدی برای دستیابی به اهداف تأخیر بسیار کم (مثلاً تأخیر ۱ میکروثانیه) هستند و تکنیک‌های پردازش و انتقال سیگنال بسیار کارآمد مورد نیاز است. علاوه بر این، اتصال قابل اعتماد ۶G باید در محیط‌های مختلف 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 شبیه‌سازی 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 شبیه‌سازی سیگنال در زمان واقعی است. شبیه‌سازی عامل کلیدی در سنجش عملکرد سیستم‌های 6G در کانال‌ها و شبکه‌های در زمان واقعی، 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 شامل ارزیابی چالش‌های ذکر شده در بالا تحت شرایط تکرارپذیر و تنظیم دقیق برنامه‌ها برای سناریوهای مختلف می‌شود. محققان همچنین می‌توانند از طریق شبیه‌سازی، آسیب‌پذیری‌های سیستم را مطالعه کرده و مشکلات امنیتی را به موقع 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 استانداردهایی که هنوز در حال نهایی شدن هستند، مطابقت دارند، محقق کنیم. محققان، طراحان دستگاه و قطعات، متخصصان آزمایش و اندازه‌گیری، مهندسان شبکه و امنیت سایبری و تنظیم‌کنندگان مقررات در سراسر 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