Table of Contents
تکامل شبکه های بی سیم و نیاز به 6G
اشتهای محتوای ویدئویی فوق العاده بالا (UHD) با سرعت فوق العاده ای رشد کرده است، که توسط پیشرفت در تکنولوژی صفحه نمایش، گسترش سیستم عامل های جریان، و افزایش تجارب همه جانبه مانند واقعیت مجازی (VR) و واقعیت افزوده (AR) سیستم های فعلی 5G، در حالی که یک جهش پیش رو، در حال حاضر به محدودیت های خود با خواسته های ویدئویی 8K، چالش های ارتباطی یکپارچه و بی سیم طراحی شده است، به سرعت های اساسی 6G فعلی (شماره 6G فعلی) و نه به سرعت های سیستم های فعلی 6G فعلی 6G 6G.
شاخص های عملکرد کلیدی برای جریان ویدئو UHD در 6G
نرخ داده های Gigabit و Terabit
بیشترین وعده اندازه عنوان از 6G قابلیت سرعت داده آن است.Hz که در آن 5G برای نرخ اوج 20 گیگابیت در ثانیه، 6G اهداف 1 Tbps و فراتر از آن، برای جریان ویدیو UHD، این بدان معنی است که حتی بدون فشار 8LT جریان قابل توجه (که می تواند بیش از 50 گیگابیت در ثانیه) را ارائه دهد، در عمل، فشرده سازی الزامات کاهش می یابد، اما سر اتاق اجازه می دهد تا پهنای باندهای چند نفره (به طور همزمان نیاز به تماشای این باندهای دسترسی دارد.
۱- عدم تعادل برای تعامل واقعی-Time
Latency برای برنامه های تعاملی UHD حیاتی است. تأخیر زیر 10 میلی ثانیه 5G در حال حاضر چشمگیر بود، اما 6G با هدف 0.1 تا 1 میلی ثانیه تاخیر در پایان به پایان می رسد، این امر بازخوردهای ضعیف در زمان واقعی در تله پزشکی، بازی ابری بدون تاخیر در رزولوشن 8K را قادر می سازد و پخش زنده چند دوربین را همگام سازی می کند که هر بیننده می تواند بدون تاخیر در هر گونه تغییرات محاسباتی بسیار کارآمد، از جمله تغییرات محاسباتی و تاخیر.
قابلیت اتصال و قابلیت اطمینان
جریان ویدئو UHD محدود به چند دستگاه نیست؛ شهرهای هوشمند آینده، وسایل نقلیه مستقل و IoT صنعتی نیاز به اتصال همزمان در میلیارد ها در هر کیلومتر مربع دارند. 6G باید از تراکم دستگاه شدید پشتیبانی کند در حالی که حفظ سازگاری مداوم از طریق قابلیت اطمینان در هر کاربر، برای برنامه هایی مانند جراحی از راه دور یا پخش رویداد زنده، که در آن هر بسته می تواند تجربه کاربر را کاهش دهد، 6999، که اغلب نیاز به قابلیت اطمینان شبکه قوی دارد، و نه درصد است.
چالش های فنی در طراحی 6G سیستم
محدودیت های طیف اسکار و تبلیغات
طیف تراوتز پهنای باند فراوانی را ارائه می دهد، اما از از از دست دادن مسیر شدید رنج می برد، جذب اتمسفر (به ویژه با بخار آب و اکسیژن)، و نفوذ ضعیف از طریق موانع، این بدان معنی است که استقرار پیوندهای THz نیاز به راه حل های نوآورانه مانند پرتوهای پرتوی با سیم کشی الکترونی (FLT 1)، و دوباره قابل تنظیم کردن سلول های هوشمند (RIS)، و استقرار سلول های کوچک از اتصال با استفاده از اتصال مستقیم دارند که حتی باید از عناصر اتصال یکپارچه را با سرعت صدها هزار کاربر را با سرعت هدایت کنند.
سخت افزار و محدودیت های مواد
عملیات در فرکانس های THz نیاز به مواد نیمه هادی جدید و طرح های مدار سنتی سیلیکون مبتنی بر سیلیکون در چنین فرکانس های بالا ناکارآمد است.تحقیقات بر روی نیمه هادی های ترکیب جدید تمرکز می کنند [مانند InP و GaAs]، گرافن و دیگر مواد دو بعدی برای ساخت تقویت کننده، میکسرها، و بسته بندی های انرژی حرارتی است که نه تنها می توانند به عنوان تراشه های حیاتی تولید کنند، بلکه به چالش های انرژی های کارآمد تبدیل می شوند.
بهره وری انرژی و مصرف انرژی
نرخ داده های بالا و سیستم های عظیم MIMO (Multiple Input Multi Output) به طور ذاتی انرژی بیشتری مصرف می کنند.برای دستگاه های تلفن همراه با ظرفیت باتری محدود، حفظ >100 گیگابیت در ثانیه در حالی که جریان ویدئو UHD یک چالش قابل توجه است. سیستم های 6G باید از طریق استفاده از ترافیک عملیاتی استفاده کنند؛ همچنین نیاز به راه حل های کارآمد برای صرفه جویی در هزینه های ترافیک.
امنیت و حریم خصوصی در سرعت های فوق العاده بالا
انتقال حجم عظیمی از داده های ویدئویی UHD سطوح حمله جدید را معرفی می کند.سرعت خالص 6G (Tbps Throughput) بازرسی بسته های سنتی غیر عملی می کند. روشهای رمزگذاری رمان که با نرخ حریم خصوصی خط کار می کنند، مانند رمزنگاری مقاوم در برابر مودم و امنیت لایه فیزیکی، لازم است، علاوه بر این، برای محافظت از کاربران در برنامه های حفظ حریم خصوصی (پیش از تنظیم اطلاعات دقیق تر از ARG) و دقیق تر نیاز به اشتراک گذاری اطلاعات.
راه حل های معماری نوآورانه برای 6G UHD
هوش مصنوعی-Driven Beam و ارتباطات
هوش مصنوعی به توانایی 6G برای مدیریت پیچیدگی شبکه های فوق العاده سنگین هرتز (FLT:0) مدل های یادگیری ماشین بهینه سازی پرتو سازی در زمان واقعی با پیش بینی حرکت کاربر، شرایط کانال و الگوهای مداخله است.این مدل ها بر سرورهای لبه توزیع شده و حتی در شبکه دسترسی رادیویی (RAN) اجرا می شود نتیجه یک سیستم است که می تواند به طور خودکار مدیریت لینک های سازگار با کیفیت راه رفتن، و تغییر دادن منابع را حفظ کند.
Edge Computing و Distributed Processing
برای پاسخگویی به اهداف تأخیر زیر میلی ثانیه، 6G محاسبات را به لبه شبکه هدایت می کند (کارهای پردازش ویدئو UHD مانند ترانس کدینگ، Upscaling و رندر از گره های ابر به گره های لبه ای که در چند کیلومتری کاربر قرار دارند، بارگیری می شوند.این باعث کاهش ترافیک و از بین بردن تاخیر های دور سفر می شود.
پیشرفته Video Compression and Codecs
حتی با سرعت های ترابیت، فشرده سازی کارآمد برای صرفه جویی در انرژی و طیف اهمیت دارد.[۶] انتظار می رود که آخرین نسل از کدک های ویدئویی را شامل شود، مانند Versatile Video Coding (VVC/H.۶.۶.۶] که به احتمال زیاد به ۵۰٪ فشرده سازی بهتر از HEVC ارائه می دهد.
شبکه های غیر سنتی و پوشش جهانی
جریان ویدئو UHD محدود به مراکز شهری نیست. 6G معماری شامل شبکه های غیر رشته ای (NTN) از جمله ماهواره های مدار کم زمین (LEHD] HD) ، ایستگاه های طیف بالا (HAPS)، و هواپیماهای بدون درز پوشش به مناطق دور، هواپیما و کشتی برای قطعات توزیع محتوای ماهواره ای، استفاده از طریق یک هدف ذخیره سازی و یا استفاده از طریق هدف متمرکز ماهواره ای است.
برنامه های آینده و استفاده از پرونده ها
ترکیب جریان 6G و UHD برنامه های فراتر از تخیل امروز را فعال می کند (FLT:0H هولوگرافیک) تماس های ویدئویی نیز به جریان اصلی تبدیل خواهد شد، با برنامه های 3D اندازه عمر که نیاز به جریان های چند گیگابیت در ثانیه در هر شرکت کننده دارند؛ دیجیتال دوقلوها برای تولید [F:3] پخش فوق العاده سریع سنسور مجازی، اجازه می دهد تا به کاربران دقیق در سراسر جهان، به طور رایگان در محصولات ساعت 16.
نتیجه گیری
طراحی سیستم های 6G برای پخش ویدئو UHD یکی از هیجان انگیزترین مرزهای مخابراتی است.این نیاز به غلبه بر فیزیک بنیادی در گسترش طیف، توسعه سخت افزار جدید و تجدید نظر معماری شبکه از زمین تا زمین است، با استفاده از AI، محاسبات لبه، تابش پیشرفته، و شبکه های هیبریدی، 6G ارائه می دهد وعده از بی نظیر، تعریف فوق العاده بالا ویدیو در هر زمان که صدا تجاری است، هنوز به آنها را به عنوان یک واقعیت متصل می کند (در حال حاضر به عنوان یک تلاش های جهانی 6G در حال حاضر به آنها را به عنوان یک جهان در حال انجام می شود).