دنیایی را تصور کنید که در آن یک سیستم بیسیم بسیار هوشمند میتواند محیط زیست را کنترل کند و با آلودگی مبارزه کند، میتواند کاروانی را برای جابجایی چندین نفر بفرستد و همچنین میتواند به یافتن کودکان نوپا گمشده کمک کند زیرا میتواند هر کسی را در هر کجا شناسایی کند. نسل ششم بیسیم (6G) نزدیک است و محققان دانشگاه ایلینوی جنوبی (SIU) در Carbondale در ایالات متحده در حال مطالعه پیوندهای کلیدی هستند که باعث کارکرد آن میشوند.
Gayan Aruma Baduge، دانشیار دانشکده مهندسی برق، کامپیوتر و بیومدیکال در SIU، رهبری یک تیم تحقیقاتی بینالمللی را بر عهده دارد که روی این تحقیق کار میکنند. این تیم 1.13 میلیون دلار بودجه دریافت کرد. اعضای تیم عبارتند از SIU و دانشگاه ویلانوا در ایالات متحده و همچنین دانشگاه آلتو در فنلاند.
هدف این پروژه سه ساله بررسی ارتباطات داده به کمک هوش مصنوعی و یکپارچه سازی سیستم سنجش رادار برای فناوری 6G است.
این یک مشارکت تحقیقاتی منحصربهفرد است که اتحادیه اروپا و ایالات متحده را با تمرکز بر پیشرفت حوزه هوش مصنوعی و سنجش و ارتباطات یکپارچه متصل میکند.» بدج گفت.
علاوه بر خدمات ارتباط صوتی و دادهای که در حال حاضر مورد استفاده قرار میگیرند، انتظار میرود فناوری 6G شامل عملکردهای سنجشی مانند ردیابی موقعیت مکانی و نقشهبرداری با دقت بالا، تصویربرداری از منطقه، و عملکرد وسایل نقلیه خودمختار، از جمله "جوخه" باشد، که در آن چندین خودرو در آن قرار دارند. با هم به عنوان یک واحد عمل می کنند.
راه حل های 6G مبتنی بر هوش مصنوعی
این فناوری که توسط هوش مصنوعی پیشرفته هدایت و کنترل میشود، میتواند عملکردهای جدید مرتبط با نظارت را نیز انجام دهد، از جمله شناسایی انواع حرکات یا فعالیتهایی که انسان ممکن است از خود نشان دهد، و همچنین شناسایی فردی که آن حرکات یا فعالیتها را انجام میدهد. این توانایی در سیستم برای استخراج، طبقه بندی و پیش بینی حرکات معمولی بدن انسان مانند ایستادن، نشستن، راه رفتن، پریدن، لبخند زدن یا گریه کردن طراحی شده است.
کار Baduge بر توسعه مبنای نظری برای فناوری، طراحی سیستمهای بیسیم با قابلیت ادغام ارتباطات سیار و تصویربرداری و سنجش محیطی در سیستمهای آینده متمرکز است. ادغام سیستم باعث بهبود کارایی و عملکرد می شود.
Baduge میگوید: «سیستم بیسیم 6G با قابلیتهای حسی و ارتباطی یکپارچه میتواند برای نظارت بر محیطزیست، شبکههای وسایل نقلیه و سنجش از راه دور استفاده شود، و همچنین ایجاد شهرهای هوشمند را تسهیل میکند و در عین حال صنعت، تولید و کشاورزی را بهبود میبخشد.»
نکته کلیدی برای ساختن 6G هر آنچه که وعده داده است، استفاده از شباهتهای موجود بین سنجش رادیویی و سیستمهای ارتباطی موجود است. این سیستم ها طیف، معماری های سخت افزاری و خطوط لوله پردازش اطلاعات را به اشتراک گذاشته یا دارند.
Baduge می خواست ساختاری طراحی کند که به طور رسمی این دو سیستم را در یک پلت فرم سخت افزاری واحد با استفاده از شکل موج و استراتژی انتقال یکپارچه که توسط هوش مصنوعی کنترل می شود ترکیب کند. چنین سیستمی توانایی بیشتری برای پردازش سیگنالهای انواع حسگرها دارد، در حالی که تلفنهای همراه معمولی و انتقال دادهها را نیز مدیریت میکند.
یکپارچه سازی ارتباطات سلولی و سیستم های سنجش رادار
از لحاظ تاریخی، سیستمهای رادیویی برای ارتباطات سلولی و سنجش راداری به طور مستقل طراحی و کار میکردند. این سیستم ها از شکل موج های مختلف، باندهای رادیویی غیر همپوشانی و پلتفرم های سخت افزاری مجزا استفاده می کنند.
سیستم ارتباطی بیسیم 5G کنونی عمدتاً برای ارتباطات سلولی سیار طراحی و بهینه شده است. با این حال، تقاضا برای نرخ داده های بالاتر و تعداد دستگاه های بی سیم متصل در حال افزایش است و برای پاسخگویی به این تقاضا، مهندسان از آرایه های آنتن بزرگی استفاده می کنند که در فرکانس های بالاتر کار می کنند.
Baduge میگوید: «طیف الکترومغناطیسی یا باند رادیویی برای اهداف ارتباطی و سنجش، منبع بسیار کمیاب و گرانقیمتی است، و ادغام وظایف ارتباطی و سنجش در یک پلتفرم سختافزاری میتواند تا حد زیادی کارایی را بهبود بخشد.» این طراحی همچنین مقرون به صرفه تر است زیرا تجهیزات گرانقیمت RF را می توان برای مقاصد ارتباطی و سنجش استفاده مجدد کرد.
چالش های ادغام
ادغام دو سیستم طراحی شده برای چیزهای مختلف به دلیل اهداف طراحی رقابتی ارتباطات داده و وظایف سنجش رادار چالش برانگیز است.
به همین دلیل، استفاده از طیف وسیعی از ابزارها مانند نظریه ارتباطات و اطلاعات، تخمین و تشخیص، و هوش مصنوعی مبتنی بر داده را برای غلبه بر چالشهای طراحی توصیه میکنیم.» بدج گفت.
Baduge امیدوار است که این تحقیق به ادغام قابلیتهای سنجش رادیویی در فناوریهای 6G، از جمله سیستمهای ارتباط سلولی، شبکههای محلی محلی بیسیم و شبکههای صنعتی IoT کمک کند، در حالی که هزینهها را پایین نگه دارد و طیف و قدرت محاسباتی را حفظ کند.
