Ngành công nghiệp viễn thông toàn cầu đứng trước ngưỡng cửa của một kỷ nguyên mới. Trong khi mạng 5G tiếp tục mở rộng và trưởng thành, các nhà nghiên cứu và cơ quan tiêu chuẩn đang đặt nền tảng cho 6G-thế hệ thứ sáu của giao tiếp không dây. Mong đợi đến khoảng năm 2030, 6G hứa sẽ cung cấp dữ liệu trong phạm vi terabit-per- giây, dưới giây tính năng kết nối hàng tỉ thiết bị liên kết liền mạch. Trung tâm để biến những mục tiêu đầy tham vọng này thành các thuật toán xử lý tín hiệu thế hệ. Những thuật toán này tạo ra xương điện toán, điều khiển các tín được truyền tải, và giải thích trong môi trường điện từ tính ngày càng phức tạp.

Sự tiến hóa từ 5G đến 6G: Tại sao có thể xử lý các vấn đề theo tín hiệu

Việc xử lý tín hiệu đã luôn luôn là một bộ điều khiển quan trọng trong mọi thế hệ công nghệ không dây. Trong 2G, bộ lọc khớp đơn giản và bộ lọc bằng nhau đã đủ. 3G mang lại khả năng phát hiện đa người dùng và xử lý CDMA. 4G LTE giới thiệu Bộ nhận dạng DM và MIO. 5G đẩy xa hơn với khả năng chuyển tiếp âm và chuyển đổi. Tuy nhiên, 6G đưa ra những thách thức vượt quá khả năng của thuật toán thông thường. Hơn nữa, các thuật toán thay đổi thời gian và các thuật toán phải được vận hành qua các dải dữ liệu có khả năng và có khả năng thay đổi thời gian thực.

Tiến trình cải tiến mã nguồn dữ liệu 6G

Thuật toán thích ứng với định dạng Algriths

Trí thông minh nhân tạo và học máy không chỉ là cải tiến cho 6G; chúng là nền tảng. Mạng thần kinh sâu có thể học ứng xử kênh thô, cách tiếp cận dựa trên mô hình không tuyến tính và máy tính. Các thuật toán điều khiển bởi các chương trình này được phát triển để ước lượng kênh, phát hiện, và giải mã, thường thay thế hoặc tăng cường các thiết bị đánh giá truyền thống và giải mã. Ví dụ, các cấu trúc tự động hoá có thể tối ưu hóa máy phát và nhận dạng kết thúc hệ thống. Tăng cường sự tăng cường tài nguyên và chuyển đổi các mô hình lọc tự động mà không cần thiết thiết thiết bị thiết bị trợ và thiết bị trợ giúp thiết bị trợ giúp kết hợp nhất kết cấu trúc và cấu trúc hệ thống dạng tập tin.

Một sự mất mát lớn và quá sức

Một sự đổi mới lớn cho MIMMO (số lượng lớn ở hàng ngàn, hàng chục ngàn các phần tử ăng-ten trong dạng bề mặt thông minh lớn (LIS) hoặc là một sự tái cấu hình thông minh bề mặt (RIS). Đối với 6G, thang phải hiệu quả xử tải các tia chuyển dạng, sẵn, và tính toán qua các mảng lớn như vậy. Kỹ thuật tổng hợp như sự chuyển dạng (AxT) và 1 bit, trong khi mà chức năng quản lý định lượng của nó được cải tiến.

Kỹ thuật biến đổi Beam cao cấp

Các thuật toán chuyển động nhanh chóng trong 6G phải hoạt động trên một phạm vi tần số cao, từ sub-6 GHz đến mmWave và THz. Các thuật toán chuyển động nhanh chóng. Như những người trong tàu tốc độ cao hoặc máy bay không người lái có độ cao - là thiết yếu. Cách tiếp cận mã hóa, mã hóa, và cảm biến nén cho phép chuyển dịch nhanh mà không cần tìm kiếm. Ngoài ra, việc phân phối các tia ra nhiều điểm truy cập đang được điều tra để cung cấp sự bảo vệ và can thiệp. Các thuật toán này phải được tăng cường đến kênh lão hóa và phần cứng.

Tiến trình tín hiệu tích hợp lượng tử

Sự tăng trưởng cấp số nhân trong dữ liệu và số lượng ăng-ten làm cho một số vấn đề xử lý tín hiệu có thể giải quyết với máy tính cổ điển. xử lý tín hiệu lượng tử khám phá việc sử dụng các thuật toán lượng tử cho các công việc như giải quyết hệ thống tuyến tính lớn cho các tia và hệ thống phản ứng điện tử gần như được phát triển để tạo ra. Ví dụ, việc lượng tử điều chỉnh ma trận có thể giải quyết các vấn đề tối ưu về việc đánh giá sự phân giải mã tài nguyên nhanh hơn là các nguồn tài nguyên cổ điển cổ điển.

Tiến trình xử lý năng lượng- năng lượng

Việc tiêu thụ năng lượng là một thách thức quan trọng cho 6G, đặc biệt là trong thiết bị ắc quy và mạng cảm biến khổng lồ. Các thuật toán xử lý tín hiệu thế hệ tiếp theo được thiết kế với nhận thức năng lượng. bao gồm sử dụng kỹ thuật tính toán xấp xỉ như số học lượng điện tử thấp cho mạng thần kinh, và xử lý sự kiện mà chỉ kích hoạt khi cần thiết. Các thuật toán xử lý sóng thần kinh kế tiếp như tiểu cầu và cảm biến giảm lượng cần thiết.

Những thử thách kỹ thuật và những người đứng đầu cuộc nghiên cứu

Các phương pháp xử lý thời gian thực

Mục tiêu phụ của công cụ máy tính cho 6G đặt ra các yêu cầu thời gian thực. Nhiều thuật toán cao cấp, đặc biệt là những thuật toán dựa trên việc học sâu sắc, thể hiện độ sáng tạo tính toán cao. Các nhà nghiên cứu đang khám phá thiết kế phần cứng- phần cứng, bao gồm cả máy gia tốc và tùy chỉnh APGA, chạy trong thời hạn hạn hạn gần nhất. Cũng vậy, những cải tiến thuật toán như một chụp học và học siêu tân tiến giảm nhu cầu tiếp tục tiến. Các cấu trúc máy tính cạnh đó việc phân phối được phân phối gần trạm tính toán.

Sự thay đổi trong trường hợp cao độ

6G sẽ phục vụ ứng dụng như đường ray tốc độ cao (lên 1000 km/h) và đàn không người lái. Giá trị kênh trở nên cực kỳ khó khăn do chuyển đổi nhanh Doppler nhanh chóng bị mờ đi. Các thuật toán cổ điển như Kalman đang được kết hợp với bộ lọc học sâu để dự đoán các biến thể kênh. Tính toán dựa trên cơ sở phi công cần phải hiệu quả để tránh quá trình chi phí. Kỹ thuật như tính toán cá nhân mù và phương pháp bù nhìn đang thu hút sự chú ý. Hơn nữa, các thuật toán phải mạnh mẽ để can thiệp từ người dùng và môi trường khác, như là một sự thay đổi không khí tại tần số thứ 3.

Hợp nhất với phần cứng di truyền kế tiếp

Thuật toán xử lý tín hiệu không thể được phát triển trong sự cô lập; chúng phải được kết hợp chặt chẽ với tần số radio và phần cứng số ẩn. Những tiến triển mới trong các bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC) với độ phân giải cao nhưng sức mạnh thấp, và trong xử lý chuyển đổi độ phân giải, các thuật toán ảnh hưởng. Lấy thí dụ, 1- bit ADC tại các thuật toán nhận được yêu cầu để có thể phục hồi thông tin từ sự bóp méo số lớn. Tương tự, việc sử dụng đồ thị và các vật liệu nano khác cho bộ chuyển đổi phải được mô hình tuyến tính riêng biệt và bù đắp thuật toán. Tính năng của các thuật toán học hợp nhất và phần cứng phát triển phần cứng thường là một phần tử đang tiến hành để tăng cường độ nghiên cứu các phần tử.

Công việc và nỗ lực học tập

Dự án Liên kết Thế hệ 3GP [FLT: 0] [FLT:] đã bắt đầu nghiên cứu các giai đoạn nghiên cứu cho 6G. Trong khi IT [FLT-T] [FLT:] [FLT:]] [FLT: 3]] đã xác định tài liệu thị lực (FLTTTTTTTTTT] [FTTTTTTTTTTTTTT]. Việc khởi xướng [động cơ chính [FAG], bản thiết kế học [FTTTT], EXCMTTCMTC], cũng được xác định là các dự án đầu tiên và cũng được tìm kiếm [các nguyên mẫu không gian tiềm năng kết hợp với không quân của hệ thống định [T] và cũng là: [TK]

Nhìn xa trông rộng: Cách tiếp cận và học hỏi sâu sắc

Quỹ đạo của 6G xử lý tín hiệu hướng tới các giải pháp lai. Các thuật toán dựa trên mô hình cổ điển cung cấp đảm bảo toán học và khả năng giải thích, trong khi các phương pháp điều chỉnh dữ liệu cung cấp khả năng thích nghi và hiệu suất cao hơn trong những trường hợp không rõ. Các hệ thống tương lai rất có thể sẽ kết hợp cả hai-v. Lấy thí dụ, sử dụng mạng thần kinh để tạo ra các tiền tố cho các nhà đánh giá học, hoặc sử dụng tăng cường khả năng điều chỉnh các thông tin truyền thống. Một hướng hứa hẹn khác là sử dụng các mô hình nền tảng và cấu trúc chuyển đổi cho các kênh không dây và mã hóa. Những mô hình này đòi hỏi rất nhiều dữ liệu, mà có thể được tạo ra bởi các cặp song sinh mạng số, và thêm mục tiêu xử lý tín hiệu, nơi chỉ xuất hiện các thông điệp có ý nghĩa của sóng, thay vì toàn bộ dữ liệu.

Khi 6G chuyển từ khái niệm này sang thực tế, sự phát triển của các thuật toán xử lý tín hiệu thế hệ tiếp theo sẽ là một yếu tố xác định để đạt được tiềm năng của nó. những thử thách là rất lớn, nhưng cũng là những cơ hội. các nhà nghiên cứu và kỹ sư đã làm tiên phong mà sẽ làm nền tảng cho mạng không dây của những năm 2030 và xa hơn nữa, cho phép các ứng dụng từ thực tế mở rộng đến các hệ thống tự động từ xa, và Internet tất cả mọi thứ. cuộc hành trình từ lý thuyết đến việc triển khai thực tế sẽ tiếp tục đòi hỏi sự hợp tác thông qua các học viện, công nghiệp và cơ thể tiêu chuẩn hóa.

Kết luận, sự tiến hóa của xử lý tín hiệu cho 6G là một sự kết nối hấp dẫn của trí thông minh nhân tạo, điện toán học và toán học tiên tiến. các thuật toán được phát triển ngày nay không chỉ đơn thuần là cải tiến; chúng đại diện cho một sự thay đổi mô hình trong cách chúng ta suy nghĩ và thực hiện giao tiếp không dây khi những công nghệ này trưởng thành chúng sẽ mở ra những biên giới mới trong sự kết nối và dẫn tới đợt chuyển đổi số tiếp theo.