نظرة عامة على التقدم المحرز في تقنية الجيل الخامس وآفاق تقنية الجيل السادس

       بالنظر إلى تاريخ معايير الاتصالات المتنقلة، أطلق الاتحاد الدولي للاتصالات على الجيل الثالث اسم IMT-2000، وعلى الجيل الرابع اسم IMT Advanced، وعلى الجيل الخامس اسم IMT-2020، وهو معيارٌ استمر العمل به لعشر سنوات. وكما في فبراير 2013، قامت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات، ولجنة التنمية والإصلاح الوطنية، ووزارة العلوم والتكنولوجيا، بالتعاون مع جهات أخرى، بتأسيس فريق عمل IMT-2020 (الجيل الخامس). وفي عام 2019، قامت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات بتأسيس فريق عمل IMT-2020 (الجيل الخامس) نفسه، والذي يركز على الجيل السادس. وفي يونيو من هذا العام، أصدر فريق عمل IMT-2030 (الجيل السادس) رسميًا الورقة البيضاء بعنوان "الرؤية الشاملة للجيل السادس والتقنيات الرئيسية المحتملة"، والتي تناولت بالتفصيل الرؤية الشاملة للجيل السادس، وثمانية سيناريوهات لتطبيقات الأعمال، وتوقعات عشر تقنيات رئيسية محتملة. منذ ذلك الحين، يمكن القول، انطلاقًا من المستوى القياسي، أن تقنية الجيل الخامس قد أنجزت المرحلة الأولى بتوفير نسخة قياسية متكاملة، وقد حوّل القطاع اهتمامه إلى تطوير هذه التقنية والبحث في تقنيات الجيل السادس الجديدة. وقبل اعتماد معيار R17 في المرحلة الثانية، سنستعرض بإيجاز التقدم المحرز في تقنية الجيل الخامس.

01التقدم التجاري للشبكة

       بحسب بيانات GSA، حتى شهر مايو من هذا العام، أطلقت 166 شركة اتصالات شبكات الجيل الخامس التجارية المتوافقة مع معيار 3GPP (بما في ذلك شبكات الهاتف المحمول وشبكات الوصول اللاسلكي الثابتة) في 69 دولة ومنطقة، بينما تقوم 77 شركة أخرى بتجربة وتخطيط ونشر شبكات الجيل الخامس المستقلة تجاريًا. في الوقت نفسه، تستثمر 436 شركة اتصالات في 133 دولة ومنطقة في شبكات الجيل الخامس من خلال الاختبارات والتجارب والمشاريع التجريبية والتخطيط والنشر الفعلي. أما من حيث نطاق التردد، فيُستخدم بشكل رئيسي نطاقا n77 (3.3 جيجاهرتز، 4.2 جيجاهرتز) وn78 (3.3 جيجاهرتز ~ 3.8 جيجاهرتز).

       تتصدر الصين العالم في سرعة بناء شبكات الجيل الخامس. فبحسب بيانات أكاديمية تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، أنشأت الصين 819 ألف محطة بث لشبكات الجيل الخامس حتى نهاية مايو من هذا العام. ورغم أن هذا العدد لا يزال ضئيلاً مقارنةً بإجمالي محطات بث الجيل الرابع البالغ 5.44 مليون محطة، إلا أنه يمثل أكثر من 70% من إجمالي محطات البث المبنية في العالم. وفي الوقت نفسه، تم طرح 337 طرازًا من الهواتف المحمولة الداعمة لشبكات الجيل الخامس في السوق المحلية، بإجمالي شحنات يقارب 300 مليون وحدة. وبإضافة الطرازات المستوردة، يصل عدد أجهزة الوصول إلى شبكات الجيل الخامس للهواتف المحمولة إلى 310 ملايين جهاز.

02تقدم محطة الجيل الخامس

       يتزايد عدد أجهزة الجيل الخامس (5G) المطروحة في الأسواق بوتيرة متسارعة. فبحسب بيانات GSA، وحتى نهاية مايو 2021، أعلن 128 مصنّعًا عن طرح أجهزة طرفية تجارية أو قيد الطرح التجاري لتقنية الجيل الخامس. وبلغ إجمالي عدد أجهزة الجيل الخامس المطروحة عالميًا 822 جهازًا، بزيادة قدرها 8.7% مقارنةً بشهر أبريل، منها 62% تم طرحها تجاريًا، أي ما يعادل 511 طرازًا، بزيادة ملحوظة قدرها 26.5% مقارنةً بالربع السابق. يوضح الشكل أدناه عدد الأجهزة المطروحة والتجارية خلال الفترة من مارس 2019 إلى مايو 2021.

       كما أن فئات الأجهزة الطرفية غنية جداً، وتشمل 416 هاتفاً محمولاً (تم تسويق 350 طرازاً منها على الأقل)، و144 طرازاً من أجهزة CPE اللاسلكية الثابتة (تم تسويق 56 طرازاً منها)، و106 وحدات، و45 جهاز توجيه/بوابة على مستوى الصناعة/المؤسسات، وما إلى ذلك. يوضح الشكل أدناه النسبة:

03تطور شرائح الجيل الخامس

       باعتبارها أساس معدات الجيل الخامس، تُقيّد مجموعة الشرائح تطور سلسلة الصناعة إلى حد كبير. يوجد خمسة مصنّعين عالميين، هم كوالكوم، وميديا ​​تك، وهواوي هاي سيليكون، وسامسونج، ويونيسوك، يقومون بتصميم وإنتاج شرائح الجيل الخامس. ووفقًا لإحصاءات GSA، حتى مايو 2021، أطلقت هذه الشركات الخمس 35 منصة جوال تجارية و14 وحدة مودم للجيل الخامس. وفي الوقت نفسه، هناك 4 منصات جوال و5 وحدات مودم للجيل الخامس على وشك طرحها في الأسواق. وبينما تسعى شركات تصنيع الشرائح إلى توسيع نطاق منتجاتها، يزداد عدد خيارات الشرائح المتاحة لمصنّعي المعدات الطرفية.

       يوضح الشكل أدناه عدد إصدارات شرائح الجيل الخامس (منصة الهاتف المحمول ومجموعة المودم) من الربع الرابع من عام 2018 إلى مايو من هذا العام، ويمكننا أن نرى بوضوح اتجاه التسارع.

04التقدم المحرز في تطبيق الجيل الخامس

       أدى التوسع الكبير في بناء شبكات الجيل الخامس وتسويقها إلى تسريع نمو سلسلة التوريد (الأجهزة الطرفية، والرقائق الإلكترونية). ومع ذلك، فعلى صعيد التطبيقات، ورغم النمو السريع في عدد المستخدمين، ففي الصين على سبيل المثال، تجاوز معدل انتشار مستخدمي الجيل الخامس 20% من نقطة "النمو الهائل" للتطبيقات. إلا أنه لا يوجد تطبيق "رائد" قادر على إحداث زيادة كبيرة في حركة مرور الشبكة. فنسبة حركة مرور الجيل الخامس أقل بكثير من معدل انتشار المستخدمين، وقد ركزت شركات الاتصالات على قطاعات صناعية محددة.

       تُعدّ الشبكات الصناعية الخاصة مجالًا هامًا لتطبيقات الجيل الخامس. ووفقًا لتقرير صادر عن "جراند فيو ريسيرش"، وهي وكالة أبحاث أمريكية مرموقة، من المتوقع أن ينمو حجم سوق شبكات الجيل الخامس الخاصة عالميًا بمعدل نمو سنوي مركب قدره 37.8% خلال الفترة من 2020 إلى 2027، ليصل إلى 7.1 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2027. ومع تشجيع السياسات الوطنية والمحلية لدمج تقنية الجيل الخامس مع الصناعة، أصبحت الشبكات الصناعية الخاصة اتجاهًا توسعيًا هامًا لمشغلي الشبكات. في عام 2020، أطلقت شركات الاتصالات المحلية الثلاث الكبرى منتجات شبكات الجيل الخامس الخاصة، وتعمل حاليًا مع القطاع الصناعي لتعزيز بناء هذه الشبكات. ووفقًا لوزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات، يوجد حاليًا أكثر من 1,500 مشروع "الجيل الخامس + الإنترنت الصناعي" قيد الإنشاء، تغطي أكثر من 20 قطاعًا صناعيًا هامًا في الاقتصاد الوطني.

       على مستوى التطبيقات الصناعية، ومع إطلاق خطة الترويج لمشروع "5G + الإنترنت الصناعي" 512 في نوفمبر 2019، وما تلاها من سياسات وتطبيقات صناعية، ظهر عدد كبير من تطبيقات الجيل الخامس في مختلف القطاعات. وفي 31 مايو من هذا العام، أصدرت وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات "عشرة سيناريوهات تطبيقية نموذجية لـ "5G + الإنترنت الصناعي" وتطبيقاتها في خمسة قطاعات رئيسية"، والتي تقدم إرشادات حول تصنيع المعدات الإلكترونية. وتضمنت هذه الإرشادات دراسات حالة من خمسة قطاعات تشمل تصنيع المعدات، وصناعة الصلب، وصناعة التعدين، وصناعة الطاقة الكهربائية، بالإضافة إلى عشرة سيناريوهات تتضمن البحث والتطوير والتصميم التعاوني، والتحكم عن بُعد في المعدات، والتشغيل التعاوني للمعدات، والتصنيع المرن، والتجميع المساعد في الموقع، وفحص الجودة باستخدام رؤية الآلة، وتشخيص أعطال المعدات، والخدمات اللوجستية الذكية للمصانع، والتفتيش الذكي غير المأهول، وتفتيش مواقع الإنتاج، وذلك لتوجيه تطوير التطبيقات الصناعية.

05نظرة عامة على المشاريع الرئيسية لمعيار 3GPP R17

نظرة عامة على المشاريع الرئيسية لمعيار 3GPP R17

       مقالنا التحليلي حول R16 العام الماضي"افهم معيار 3GPP R16 بصورة واحدة"يمكن تلخيص المشاريع الرئيسية لـ R17، بشكل أساسي على النحو التالي:

خدمة البث المتعدد NR (NR_MBS)

       تتوفر خدمات البث المتعدد والبث الإذاعي بالفعل في شبكات الجيل الرابع، وتحديدًا خدمة eMBMS التي حددتها منظمة 3GPP في الإصدار R9، والتي تدعم حالات الاستخدام التجاري، بما في ذلك البث التلفزيوني المباشر عبر الهاتف المحمول، والفيديو حسب الطلب، والإعلانات الترويجية، والترفيه داخل المركبات، والسلامة العامة، والبث المباشر للمباريات الرياضية. وفي الإصدار R14، تم تعزيز وظيفة eMBMS وإطلاق خدمة enTV، التي تحدد بشكل منهجي كيفية بث محتوى التلفزيون الرقمي عبر شبكات الاتصالات المتنقلة.

       توفر خدمة NR_MBS خدمات البث المتعدد في شبكات الجيل الخامس، وتُعتبر تطبيقًا متميزًا من قِبل شركة الإذاعة والتلفزيون الصينية، المشغل الرابع لشركة تشاينا موبايل. في الواقع، كان هذا المشروع من اقتراح الإذاعة والتلفزيون الصينية. تتميز هذه الخدمة بقدرتها على التبديل الذكي والديناميكي بين خدمات البث الأحادي التقليدية وخدمات البث المتعدد وفقًا لمتطلبات الشبكة في الوقت الفعلي. مع ضمان كفاءة استخدام الشبكة، تدمج الخدمة أساليب البث الأحادي والمتعدد والبث لتشكيل "بث جديد" وتوسيع نطاق دعم الخدمات الشخصية وخدمات القطاعات المختلفة.

IIoT وURLLC强(IIoT_URLLLC_enh)

الهدف الرئيسي هو تلبية الاحتياجات في نطاق أوسع من حالات الاستخدام.

الشبكة الفضائية/غير الأرضية (NTN)

لحل مشكلات الاتصالات في المناطق الجبلية النائية والبحرية وغيرها من البيئات، يتم دمج الشبكات غير الأرضية، مثل شبكات الأقمار الصناعية، مع تقنية الجيل الخامس (5G) لتحقيق تغطية شبكية ثلاثية الأبعاد. وقد تناولت الدراسة R16 بالفعل دمج تقنية الجيل الخامس NR مع الشبكات غير الأرضية، بينما تناولت الدراسة R17 كذلك دمج تقنية إنترنت الأشياء ذات النطاق الضيق (NB-IoT) مع هذه الشبكات.

NR Sidelink (D2D)

       يشمل ذلك بشكل أساسي تقنية V2X، والاتصالات التجارية والحيوية، وغيرها. على سبيل المثال، تُستخدم واجهة Sidelink (المعروفة أيضًا باسم PC5) في تقنية V2X لنقل رسائل V2X بين أجهزة المستخدم. كما يشمل ذلك تنفيذ وظائف مشتركة في بعض حالات الاستخدام الرئيسية، وتحقيق أقصى قدر من المرونة بين تطبيقات Sidelink التجارية، وتطبيقات V2X، وسيناريوهات تطبيقات الاتصالات الحيوية، مع تلبية المتطلبات المحددة.

دليل IAB (NR_IAB_enh)

       تقنية IAB هي تقنية 5G NR متكاملة للوصول اللاسلكي والربط الخلفي. من خلال توسيع نطاق NR لدعم الربط الخلفي اللاسلكي بدلاً من الربط الخلفي عبر الألياف الضوئية، بما في ذلك الربط داخل النطاق (حيث يستخدم كل من رابط الوصول والربط الخلفي نفس نطاق التردد) والربط خارج النطاق (حيث يستخدم كل من رابط الوصول والربط الخلفي نطاقات تردد مختلفة)، يمكن لتقنية IAB أن تقلل بشكل كبير من صعوبة وتكلفة نشر الشبكة، وخاصة شبكات نطاق الموجات المليمترية. تركز تحسينات IAB في الإصدار R17 على تحسين الكفاءة ودعم نطاق أوسع من حالات الاستخدام. تشمل هذه التحسينات دعم الإرسال والاستقبال المتزامن، وزيادة إمكانيات ترميز الشبكة، وتقنية IAB للأجهزة المحمولة، وغيرها.

MIMO 一步增强(NR_feMIMO)

تعزيز قدرات MIMO بشكل أكبر، ودعم المزيد من حالات الاستخدام، ودعم التنقل عالي السرعة، ودعم FDD بشكل أفضل، وتحسين تشكيل الحزمة وإدارة الحزمة، وتقليل النفقات العامة ذات الصلة.

تحسين المشاركة الديناميكية للطيف (NR_DSS)

استنادًا إلى الإصدار R16، يستكشف الإصدار R17 بشكل أكبر أساليب جدولة أفضل عبر شركات الاتصالات.

دعم موسع لـ 71 جيجا هرتز

ينقسم نطاق طيف الجيل الخامس NR إلى FR1 (من 410 ميجاهرتز إلى 7.125 جيجاهرتز) وFR2 (من 24.25 جيجاهرتز إلى 52.6 جيجاهرتز). ويوسع التحديث R17 نطاق تردد الجيل الخامس NR من 52.6 جيجاهرتز إلى 71 جيجاهرتز.

المرحلة الثانية من تحسين خدمة تحديد المواقع بتقنية الجيل الخامس (5G_LCS_ph2)

       تم تحسين نظام تحديد المواقع المحلي (LCS) في الإصدار R16. ويستخدم هذا النظام خصائص الحزم المتعددة لتقنية MIMO لتحديد تقنيات تحديد المواقع الداخلية، مثل زمن ذهاب وإياب الإشارة (RTT)، وفرق وقت وصول الإشارة (TDOA)، وزاوية الوصول (AoA)، وزاوية المغادرة (AoD). وتصل دقة تحديد المواقع إلى 3-10 أمتار. أما الإصدار R17، فقد صُمم لدعم تحديد المواقع بدقة عالية وزمن استجابة منخفض للغاية، بما في ذلك مستويات خدمة تحديد المواقع الأفقية والرأسية، ومناطق خدمة تحديد المواقع بتقنية الجيل الخامس (5G). كما سيمكن هذا التحديث أجهزة المستخدم (UEs) المزودة بتقنية MCX من تحديد مواقعها باستخدام خدمات تحديد المواقع بتقنية الجيل الخامس (5G).

终端节能增强(NR_UE_pow_sav_enh)

استكشف التقنيات اللازمة لتقليل استهلاك الطاقة لأجهزة الجيل الخامس بشكل أكبر.

دعم شرائح USIM المتعددة ((FS_MUSIM)

وظائف محسّنة لدعم خدمات الأجهزة الطرفية المتنقلة باستخدام أجهزة Multi-USIM.

       تشمل مشاريع البحث الأخرى القياسية R17 ما يلي: تحسين جمع بيانات SON/MDT (NR_ENDT_SON_MDT_enh)، وتحسين الترحيل لتحسين كفاءة الطاقة والتغطية (REFEC).سنجري تحليلاً مفصلاً في مقالات منفصلة حول خدمات التحكم التفاعلي عبر الشبكة (NCIS)، وتحسين الأجهزة المتعددة والهويات المتعددة (MuDE)، والمرحلة الثانية من خدمة أولوية الوسائط المتعددة (MBS2)، وتحسين الطائرات بدون طيار المتصلة (CAV)، والتحسين الإضافي للاتصال المزدوج متعدد الوصول (LTE_NR-DC_enh2)، وما إلى ذلك.

06نظرة عامة على المشاريع الرئيسية لمعيار 3GPP R18

يُعدّ الإصدار R18، وهو النسخة الأولى من تقنية الجيل الخامس المتقدمة، في المرحلة الأولى من مرحلة الاقتراح. ومن المقرر أن ينتهي العمل به في SA#94 بنهاية عام 2021. يُرجى الرجوع إلى مقال "ما هو 5G R18؟" من إعداد "Network Optimizer Mercenary" للاطلاع على المعلومات وترتيبها.

تحسينات في الوصول إلى دعم تقسيم الشبكة

       يُعد تقسيم الشبكة وظيفة أساسية في تقنية الجيل الخامس. وسيواصل الإصدار R18 تحسين الوصول إلى تقسيم الشبكة ودعم الوظائف ذات الصلة، بما في ذلك: دعم وصول أجهزة المستخدم إلى تقسيم الشبكة عند وجود أنواع مختلفة من القيود (مثل الموارد اللاسلكية، ونطاقات التردد، وما إلى ذلك)، وتقليل تأثير انقطاع الخدمة عند تغيير تقسيم الشبكة أو الموارد المخصصة؛ ودعم الكشف عن التحكم في تقسيم الشبكة/التكوين والخدمات الأخرى لأطراف ثالثة.

نظام توقيت مرن 5G

       تتطلب القطاعات الرأسية، مثل الطاقة والنقل والتمويل، متطلبات متزايدة لمزامنة الساعات. يوفر معيار R16 وسيلةً لخدمة التوقيت عبر شبكات الجيل الخامس (5G). ويستهدف نظام مرونة التوقيت لشبكات الجيل الخامس بشكل أساسي معالجة نقاط ضعف خدمات التوقيت عبر الأقمار الصناعية لنظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)، كما يدرس تقنيات مزامنة الساعات الأخرى المتوافقة مع نظام الجيل الخامس كمصدر مرن للساعات يُمكّن المستخدمين النهائيين من استكمال خدمات التوقيت عبر الأقمار الصناعية لنظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية أو دعمها أو استبدالها.

الخدمات القائمة على تحديد النطاق

       تحديد المدى هو نوع من الخوارزميات التي تُنفذ عملية تحديد المواقع ولها نطاق واسع من التطبيقات. ستدرس R18 المواصفات ذات الصلة بمتطلبات خدمة تحديد المدى، والتي تشمل عمليات تحديد المدى بين أجهزة المستخدم، وتحكم المشغلين في وظائف تحديد المدى ضمن الطيف المرخص، ومؤشرات الأداء الرئيسية لتحديد المدى (دقة المسافة ودقة السمت، وما إلى ذلك)، والجوانب الأمنية.

استهلاك منخفض للطاقة وتحديد مواقع عالي الدقة في سيناريوهات إنترنت الأشياء الصناعية

يُعدّ تحديد المواقع بدقة عالية أحد التطبيقات الرئيسية للإنترنت الصناعي. يهدف هذا المشروع إلى تقليل استهلاك الطاقة في تحديد المواقع وتحسين دقتها لتلبية احتياجات المزيد من سيناريوهات الإنترنت الصناعي، مثل المصانع الكيميائية والمناجم تحت الأرض وغيرها من البيئات الخطرة.

اتصالات السكك الحديدية خارج الشبكة

       يشير هذا المصطلح إلى الاتصال المباشر بين أجهزة المستخدم (UEs) بشكل مستقل عن الاتصال القائم على الشبكة. ويُطلق عليه تقنية الاتصال خارج الشبكة. وقد تم تقديم هذه التقنية في معيار 3GPP MCX. عند تعطل الشبكة أو انعدام تغطيتها في المناطق الجبلية النائية، يمكن لأنظمة اتصالات السكك الحديدية استخدام تقنية الاتصال خارج الشبكة. وينص معيار 3GPP MCX على إمكانية استخدام هذه التقنية حتى في حال توفر الشبكة. ستدرس R18 حالات استخدام جديدة لأنظمة اتصالات السكك الحديدية المتنقلة المستقبلية القائمة على تقنية الاتصال خارج الشبكة، بالإضافة إلى جودة الخدمة (QoS)، والأولوية، ومعرف جهاز المستخدم (UE ID) وتحديد الموقع، والبث المتعدد/البث العام/البث الأحادي، ونطاق الاتصال، والطيف الترددي المحتمل، وغيرها من التقنيات ذات الصلة.

يدعم خدمات الاتصال اللمسية ومتعددة الوسائط

       يشير الاتصال اللمسي ومتعدد الوسائط إلى الاستجابة للمدخلات عبر قنوات اتصال متعددة تؤثر على تجربة المستخدم، مثل الفيديو والصوت والإدراك البيئي والإحساس اللمسي، بالإضافة إلى إمكانيات الشبكة مثل زمن الاستجابة المنخفض للغاية والموثوقية والأمان العاليين، لتحقيق تجربة مستخدم غامرة حقًا. ولدعم خدمات الاتصال اللمسي ومتعدد الوسائط، تحتاج أنظمة الجيل الخامس إلى تلبية متطلبات سرعة الشبكة وزمن الاستجابة والموثوقية المختلفة لتدفقات البيانات المختلفة، كما تحتاج إلى تحقيق تزامن تدفقات البيانات المتعددة المتوازية. ستدرس R18 حالات استخدام جديدة تتضمن تقنيات الاتصال اللمسي ومتعدد الوسائط، بالإضافة إلى مؤشرات فنية مثل موثوقية الشبكة وتوافرها وأمانها وخصوصيتها ومعدل نقل البيانات وزمن الاستجابة وفترة الإرسال وغيرها من المؤشرات ذات الصلة بهذه الحالات.

وتشمل المشاريع الأخرى بنية تحتية للاتصالات الذكية بتقنية الجيل الخامس، ومحطات تقوية إشارة الجيل الخامس المثبتة على المركبات، ووظائف الجيل الخامس المحسّنة للمنازل، وإنترنت الأشياء الشخصي، وغيرها. وسنواصل في المستقبل متابعة وتحليل المقترحات ومحتواها البحثي بتفصيل دقيق.

07 رؤية الجيل السادس وتطبيقاته وتقنياته الرئيسية المحتملة

بصفتها منظمةً معنيةً بأبحاث الجيل السادس (6G)، أصدرت مجموعة IMT-2030 (6G) للترويج للتقنية ورقةً بيضاء بعنوان "الرؤية الشاملة للجيل السادس والتقنيات الرئيسية المحتملة" بعد عام ونصف من تأسيسها. وبعد سبع سنوات فقط، أصدرت مجموعة IMT-2020 (5G) للترويج للتقنية ورقةً بيضاء بعنوان "رؤية الجيل الخامس ومتطلباته". وتشمل المحتويات الرئيسية للورقة البيضاء ما يلي:

الرؤية الشاملة

من الإنترنت عبر الهاتف المحمول (الجيل الرابع) إلى إنترنت الأشياء (الجيل الخامس)، سيحقق عصر الجيل السادس الرؤية الشاملة للاتصال الذكي والتوائم الرقمية لكل شيء. وبالتالي، حتى عام 2030 وما بعده:

المستوى الاجتماعي:

سيدخل المجتمع البشري عصر الذكاء، مما يعكس الخدمات الاجتماعية المتوازنة والراقية، والحوكمة الاجتماعية العلمية والدقيقة، وسيصبح التنمية الاجتماعية الخضراء والموفرة للطاقة اتجاه التنمية للمجتمع المستقبلي.

المستوى الفني:

ستُنشئ تقنية الجيل السادس شبكةً جديدةً تتميز بترابط ذكي بين البشر والآلات والأشياء، وقابلية تشغيل فعّالة بين الكيانات الذكية. وبفضل التحسينات الكبيرة في قدرات الشبكة، ستتضمن وظائف جديدة مثل الذكاء الداخلي، والإدراك متعدد الأبعاد، والتوائم الرقمية، والأمن الداخلي. كما ستستفيد هذه التقنية استفادةً كاملةً من موارد الطيف الترددي المنخفض والمتوسط ​​والعالي لتحقيق تغطية عالمية سلسة، تجمع بين الجو والفضاء والأرض، لتلبية احتياجات الاتصال الآمن والموثوق وغير المحدود للبشر والآلات والأشياء في أي وقت وأي مكان.

مستوى العمل:

ستوفر تقنية الجيل السادس سيناريوهات تفاعلية غامرة بالكامل، وإدراكًا متعدد الأبعاد، وتكاملًا وتكاملًا شاملًا للذكاء، وتكاملًا عميقًا بين الواقع الافتراضي والواقع الحقيقي.

العوامل الرئيسية الدافعة لتطوير تقنية الجيل السادس (6G)

القوة الدافعة للتغيير الهيكلي الاجتماعي:

يتطلب اختلال هيكل الدخل استخدام التكنولوجيا الرقمية لتحسين الشمولية؛

ويتطلب اختلال التوازن الديموغرافي استخدام التكنولوجيا الرقمية لتحسين رأس المال البشري وكفاءة التخصيص؛

أدت التغييرات في هيكل الحوكمة الاجتماعية إلى فرض تحديث قدرات الحوكمة الاجتماعية.

القوة الدافعة للتنمية الاقتصادية عالية الجودة:

يتطلب التنمية الاقتصادية المستدامة تقنيات جديدة لضخ زخم جديد؛

يتطلب اتجاه عولمة الخدمات مزيدًا من التخفيض في تكاليف اتصالات المعلومات الشاملة.

محركات التنمية المستدامة بيئياً:

إن خفض انبعاثات الكربون وتعزيز "الحياد الكربوني" يتطلبان تحسين كفاءة الطاقة وتحقيق التنمية الخضراء؛ وتدفع الأحداث الكبرى مثل الطقس المتطرف والأوبئة إلى إنشاء قدرات إدراك أوسع وقدرات تعاون ذكية أوثق.

سيناريوهات التطبيق المحتملة 6G

أعمال غامرة

1)تتطلب خدمات الواقع الممتد السحابية الغامرة تأخيرًا من طرف إلى طرف أقل من 10 مللي ثانية ومعدل تجربة مستخدم بمستوى جيجابت في الثانية؛

2) تتطلب خدمة الاتصالات المجسمة معدل تجربة مستخدم يبلغ تيرابايت في الثانية؛

3) تتطلب خدمات الربط الحسي زمن استجابة بمستوى أجزاء من الثانية، وتحديد المواقع بدقة عالية، وأمانًا عاليًا (حماية الخصوصية)؛

4) تتطلب الخدمات التفاعلية الذكية زمن استجابة أقل من 1 مللي ثانية، ومعدل تجربة أكبر من 10 جيجابت في الثانية، وموثوقية تصل إلى 99.99999%.

الأعمال الذكية

5) متطلبات أعمال استشعار الاتصالات: يمكن لشبكات الجيل السادس استخدام إشارات الاتصال لتحقيق وظائف الاستشعار مثل اكتشاف الأهداف وتحديد المواقع والتعرف عليها وتصويرها. ستتمكن أنظمة الاتصالات اللاسلكية من استخدام وظائف الاستشعار للحصول على معلومات عن البيئة المحيطة، وتخصيص موارد الاتصال بذكاء ودقة، والاستفادة من إمكانيات الاتصال المحتملة، وتحسين تجربة المستخدم؛

6) تقوم شركة برات آند ويتني للأعمال الذكية بتحويل الأجهزة الشخصية والمنزلية، وأجهزة الاستشعار الحضرية المختلفة، والمركبات ذاتية القيادة، والروبوتات الذكية، وغيرها من المحطات الذكية الجديدة إلى كيانات ذكية. ومن خلال التعلم المستمر والتواصل والتعاون والتنافس، يمكنها تحقيق محاكاة وتوقع عالي الكفاءة لتشغيل وتطور العالم المادي، وتقديم قرارات مثلى؛

٧) يقوم مفهوم التوأم الرقمي بمحاكاة الكيانات أو العمليات في العالم المادي رقميًا. ويمكن تحقيق تفاعلات ذكية بين الأفراد، وبين الأفراد والأشياء، وبين الأشياء نفسها، من خلال رسم الخرائط في العالم الرقمي. ومن خلال محاكاة الكيانات أو العمليات المادية والتحقق منها والتنبؤ بها والتحكم فيها في العالم الرقمي، يمكن الوصول إلى الحالة المثلى للعالم المادي. تتطلب التوائم الرقمية شبكات ذات قدرات اتصال تصل إلى تريليونات البيانات، وزمن استجابة أقل من جزء من الألف من الثانية، وسرعات نقل بيانات تصل إلى تيرابايت في الثانية، بالإضافة إلى متطلبات أمنية عالية.

أعمال عالمية

8) تغطية المنطقة الكاملة تدمج شبكات الهاتف المحمول الأرضية مع الشبكات الفضائية بما في ذلك شبكات الأقمار الصناعية ذات المدار العالي، وشبكات الأقمار الصناعية ذات المدار المتوسط ​​والمنخفض، والمنصات عالية الارتفاع، والطائرات بدون طيار لبناء شبكة ثلاثية الأبعاد متكاملة ذات تغطية واسعة النطاق في الفضاء والأرض لتزويد المستخدمين بخدمات الاتصالات المتنقلة ذات النطاق العريض دون وجود نقاط عمياء.

التقنيات الرئيسية المحتملة

تقنية واجهة الهواء اللاسلكية المحسنة:

تقنية الطبقة الفيزيائية الأساسية لواجهة الهواء اللاسلكية، وتقنية MIMO واسعة النطاق للغاية، وتقنية الإرسال والاستقبال المتزامن الكامل.

تقنية نقل لاسلكي جديدة ذات بُعد مادي:

تقنية الأسطح الفائقة الذكية، الزخم الزاوي المداري، تقنية الراديو الهولوغرافية الذكية.

تقنية الاتصالات بالترددات التيراهيرتزية والضوء المرئي:

تكنولوجيا الاتصالات تيراهيرتز، تكنولوجيا الضوء المرئي.

التقنيات الرئيسية للتكامل بين المجالات:

تكامل إدراك الاتصالات.

نوع جديد من الشبكات ذات الذكاء الداخلي:

واجهة جوية جديدة ذات ذكاء داخلي وبنية شبكية جديدة ذات ذكاء داخلي.

تقنيات الشبكة الرئيسية:

بنية الشبكة المستقلة الموزعة، والشبكة المتكاملة بين الأقمار الصناعية والأرض، والشبكة الحتمية، والشبكة الواعية بقوة الحوسبة، والأمن الداخلي للشبكة الذي يدعم الثقة متعددة الأوضاع.

بدأت الأبحاث المتعلقة بتقنية الجيل السادس (6G) للتو. وقبل ذلك، سيتم نشر وتطبيق تقنية الجيل الخامس (5G) على نطاق أوسع، وسيؤدي الاستخدام التجاري الناجح لتقنية الجيل الخامس إلى وضع أساس متين لتطوير تقنية الجيل السادس.

مراجع حسابات

1. GSA، "ملخص تنفيذي لقائمة أجهزة 5G"، يونيو 2021

2. GSA، "تقرير شرائح إنترنت الأشياء LTE و5G و3GPP: الملخص التنفيذي"، مايو 2021

3. GSA، "لمحة عن الشبكات والتقنيات والطيف الترددي"، يونيو 2021

4. مرتزق الإنترنت، "ما الذي تتحدث عنه تقنية الجيل الخامس R18؟"، مايو 2021

5. مجموعة الترويج لتقنية IMT-2030 (الجيل السادس)، "الورقة البيضاء حول الرؤية الشاملة للجيل السادس والتقنيات الرئيسية المحتملة"، يونيو 2021

هذا المحتوى مأخوذ من الإنترنت/ تطبيقات الجيل الخامس في الصناعةهذا الموقع مخصص فقط لإعادة النشر. الآراء والمواقف والتقنيات المستخدمة في هذا المقال لا علاقة لها بهذا الموقع. في حال وجود أي انتهاك، يرجى التواصل معنا لحذفه.