آینده تحقیقات شبکه 6G و بهره‌وری انرژی

بحث‌های زیادی در محافل دانشگاهی و بازار در مورد نقش تحقیقات در شکل‌دهی به آینده 6G وجود داشته است.

پیش از این، کارگاه 3GPP که در مارس 2025 در کره برگزار شد، بر اساس تحقیقات و جهت‌گیری‌های بازار، 237 توصیه برای تأثیرگذاری و تنظیم اولویت‌ها برای 6G ارائه داد. نتیجه دیگر این فرآیند گفتگو، تأکید بر لزوم ایجاد یک ساختار دیجیتالی بود که توسعه خدمات نوآورانه را در عصر ماشین‌ها و هوش مصنوعی تسهیل کند و همچنین دو نوع ارزش مهم را به ارمغان بیاورد: کاهش هزینه کل مالکیت (TCO) و ایجاد جریان‌های درآمدی جدید برای اپراتورها.

در میان سخنرانان این رویداد، اجماع قوی وجود داشت که «پایداری این روزها به یک واژه رایج تبدیل شده است.» این احساس نشان‌دهنده کاهش اولویت توسعه پایدار است و به نظر نمی‌رسد که این معیارها دیگر یک الزام سفت و سخت برای نسل ششم ارتباطات (6G) باشند.

صرف نظر از اینکه پایداری چگونه در اولویت قرار گیرد، هزینه مصرف برق برای اپراتورها همچنان بسیار بالاست. تخمین زده می‌شود که این هزینه 20 تا 40 درصد از هزینه‌های عملیاتی اپراتورها را تشکیل می‌دهد. بهبود بهره‌وری انرژی برای کاهش هزینه‌ها اکنون یک نیاز اساسی برای اپراتورها است و مستلزم همکاری محققان بازار و دانشگاه برای حل مشکل فناوری 6G است.

تکامل شبکه‌های تلفن همراه در عصر اتصال ماشین و هوش مصنوعی

پیشرفت‌های اخیر در حوزه بهره‌وری انرژی

شبکه‌های تلفن همراه برای عملکرد بالا طراحی شده‌اند، اما در واقع برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی بهینه نشده‌اند. تلاش‌های اولیه 3GPP (پروژه مشارکت نسل سوم) بر صرفه‌جویی در مصرف انرژی و افزایش عمر باتری ترمینال متمرکز بود. با افزایش تقاضای داده، مصرف برق نیز افزایش یافت - و اپراتورها دریافتند که شبکه دسترسی رادیویی بیش از 70 درصد از کل مصرف برق را مصرف می‌کند.

در نتیجه، مکانیسم‌های مختلفی برای حالت «خواب» ایستگاه پایه معرفی شده‌اند. تقویت‌کننده توان، اگرچه هنوز پرمصرف‌ترین قطعه است، اما از نظر عملکرد و زمان بیدار شدن بهبود یافته است. با این حال، این پیشرفت‌ها با تقاضای روزافزون برای داده‌ها جبران می‌شود، در حالی که مصرف برق این قطعه همچنان با نرخ ۲.۸ درصد در سال افزایش می‌یابد.

فعالیت‌های تحقیقاتی، چه در حوزه دانشگاهی و چه در بازار، برای پرداختن به بهره‌وری انرژی در تمام سطوح، از جمله موارد زیر در حال انجام است: کاهش قابل توجه انتقال‌های غیرضروری؛ طراحی ناب: حوزه زمان + حوزه فضا و حوزه فرکانس؛ الگوریتم‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی برای شبکه‌های مبتنی بر UE؛ رابط‌های هوایی جدید 6G با صرفه‌جویی در مصرف انرژی.

هماهنگ‌سازی همزمان زمان خواب برای دانلود DL و آپلود UL؛ روشن/خاموش کردن خودکار حامل در پیکربندی چندلایه؛ مدیریت تداخل بهبود یافته برای افزایش بهره‌وری طیف؛ شکل موج‌های جدید با بهره‌وری انرژی؛ پردازنده باند پایه BBU شتاب‌یافته با GPU و هوش مصنوعی/یادگیری ماشین مشترک... همه برای بهره‌وری انرژی و در عین حال به حداقل رساندن تأثیر بر شاخص‌های کلیدی عملکرد (KPI).

سوئیچینگ شبکه

ما در حال گذار از شبکه‌های تلفن همراه امروزی هستیم که اتصال و انتقال داده‌ها را فراهم می‌کنند، به یک شبکه تکامل‌یافته که ماشین‌ها و انسان‌ها را قادر می‌سازد تا در یک زیرساخت دیجیتال متصل با هم همکاری کنند. این شبکه، سرگرمی و تجربیات درمانی را ارائه می‌دهد، افراد را قادر به کار، اداره کارخانه‌های هوشمند، ربات‌ها را قادر به انجام ماموریت‌های بازیابی پس از فاجعه و پهپادها را قادر به مکان‌یابی دقیق و تحویل بسته‌ها می‌کند. این شبکه متحول‌شده، نیازهای ارتباطی انسان‌ها و ماشین‌ها را در عصر هوش مصنوعی برآورده خواهد کرد.

این شبکه‌ی متحول‌کننده نیازمند عملکرد، قابلیت اطمینان، امنیت، اتصال فراگیر و هوش فراگیری است که چندین برابر بیشتر از شبکه‌های فعلی است. این شبکه توانایی حس کردن محیط خود و تطبیق با نیازهای کاربران و ماشین‌های موجود در شبکه را دارد.

برای پاسخگویی به این تقاضاهای بالا، شبکه‌های 6G باید در تمام لایه‌ها - از لایه فیزیکی گرفته تا اجزا، عملیات و برنامه‌ها - کارآمدتر عمل کنند. این بهبودهای جامع در عملکرد منجر به بهره‌وری بیشتر انرژی خواهد شد (جدول 1).

چند نمونه از پیشرفت‌هایی که به بهبود بهره‌وری انرژی کمک می‌کنند.

آینده

تا به امروز، تلاش‌های تحقیقاتی و بازاریابی و همچنین فعالیت‌های استانداردسازی، مصرف برق را به طور قابل توجهی کاهش نداده‌اند. با این حال، ایستگاه‌های پایه 5G به گونه‌ای طراحی شده‌اند که برق کمتری مصرف کنند و به تدریج ایستگاه‌های پایه LTE را از رده خارج کنند. انتقال شبکه‌های موجود به 5G به بهبود بهره‌وری انرژی و تحقق مزایای کاهش مصرف برق کمک خواهد کرد.

علاوه بر این، پیشرفت‌های تکنولوژیکی در لایه‌های شبکه، همراه با تکنیک‌های صرفه‌جویی در انرژی در لبه شبکه، به کاهش مصرف کلی برق کمک خواهد کرد.

فناوری اولیه 6G ممکن است آینده ایده‌آلی برای بهره‌وری انرژی ایجاد نکند. اما پایه و اساس بهره‌وری جامع انرژی را بنا خواهد کرد و بهره‌وری انرژی را از یک مسئله پس از استقرار به یک وضعیت طراحی منتقل می‌کند.

آخیلش دنیل، مدیر وابسته تحقیقات 6G، Keysight Technologies

منبع: https://doanhnghiepvn.vn/kinh-te/kinh-doanh/tuong-lai-cua-nghien-cuu-mang-6g-va-hieu-qua-su-dung-nang-luong/20250819103810624