6 में 2030G: 5 प्रमुख रुझान, 13 प्रमुख प्रौद्योगिकियां

5G का पूर्णतः व्यावसायीकरण हो चुका है। जैसे-जैसे 5G विभिन्न उद्योगों में अपनी पैठ बना रहा है, 6G के लिए लोगों के विचार धीरे-धीरे चर्चा में आ रहे हैं। 2030 और उसके बाद, 6G कृत्रिम बुद्धिमत्ता और अन्य प्रौद्योगिकियों के विकास के साथ मिलकर 5G के आधार पर पूरे विश्व के डिजिटलीकरण को पूर्णतः समर्थन देगा, जिससे सर्वव्यापी ज्ञान की उपलब्धता सुनिश्चित होगी, हर चीज को पूर्ण रूप से सशक्त बनाया जा सकेगा, समाज को आभासी और वास्तविक दुनिया के संयोजन वाले "डिजिटल ट्विन" की ओर अग्रसर किया जा सकेगा और "डिजिटल ट्विन, सर्वव्यापी बुद्धिमत्ता" की सुंदर परिकल्पना को साकार किया जा सकेगा।

Around this overall vision, 6G networks willEnjoy life intelligently,स्मार्ट उत्पादन,Zhihuan SocietyThese three aspects have given rise to new application scenarios, such as twin digital humans, holographic interaction, super transportation, synaesthesia interconnection, intelligent interaction, etc.

इन परिदृश्यों के लिए टेराबिट-स्तर की पीक दरें, सब-मिलीसेकंड लेटेंसी अनुभव, 1,000 किमी/घंटे से अधिक की मोबाइल गति और आंतरिक सुरक्षा, आंतरिक बुद्धिमत्ता और डिजिटल ट्विन जैसी नई नेटवर्क क्षमताओं की आवश्यकता होगी। नए परिदृश्यों और नई सेवाओं की उच्च आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, 6G एयर इंटरफेस प्रौद्योगिकी और आर्किटेक्चर में तदनुसार परिवर्तन आवश्यक हैं।

01 future network technology

वर्तमान में, सूचना और संचार प्रौद्योगिकी, बिग डेटा और कृत्रिम बुद्धिमत्ता के गहन एकीकरण, नेटवर्क की सर्वव्यापकता के और विस्तार, उपयोगकर्ता अनुभव और वैयक्तिकृत सेवा आवश्यकताओं में निरंतर सुधार, और कई नई सक्षम प्रौद्योगिकियों के निरंतर उद्भव के साथ, भविष्य के नेटवर्क भी निम्नलिखित प्रमुख विशेषताओं और विकास प्रवृत्तियों को दर्शाते हैं।

1. पूर्ण स्पेक्ट्रम संचार

संचार की बढ़ती जरूरतों के चलते मोबाइल संचार नेटवर्क को अधिक स्पेक्ट्रम की आवश्यकता होती है। 6GHz से नीचे का स्पेक्ट्रम आवंटित किया जा चुका है, वहीं 26GHz और 39GHz के मिलीमीटर वेव फ्रीक्वेंसी बैंड भी 5G के लिए आवंटित किए जा चुके हैं। उच्च क्षमता और अति उच्च अनुभव दर की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए THz और दृश्य प्रकाश जैसे उच्च फ्रीक्वेंसी बैंड का अध्ययन करना आवश्यक है।

दृश्य प्रकाश से तात्पर्य आमतौर पर 430~790THz आवृत्ति बैंड (380~750nm तरंगदैर्ध्य) में विद्युत चुम्बकीय तरंग से है, जिसका संभावित स्पेक्ट्रम लगभग 400THz है। टेराहर्ट्ज़ से तात्पर्य 0.1~10THz आवृत्ति बैंड (30~3000 माइक्रोन तरंगदैर्ध्य) में विद्युत चुम्बकीय तरंग से है, जिसका संभावित स्पेक्ट्रम लगभग 10THz है। दोनों में उच्च बैंडविड्थ, अति-उच्च गति संचार की सुगमता और भविष्य के मोबाइल संचार प्रणालियों के लिए संभावित पूरक होने की विशेषताएं हैं।

▲आवृत्ति वितरण

2. आकाश, आकाश और पृथ्वी का एकीकरण

उपयोगकर्ता अनुभव को बेहतर बनाने के साथ-साथ, भविष्य के नेटवर्क को विमानों, जहाजों आदि पर हवाई इंटरनेट की नेटवर्क सेवा आवश्यकताओं को पूरा करना होगा, उच्च गति वाले जमीनी वाहनों, उच्च गति वाली रेलवे और अन्य टर्मिनलों की सेवा निरंतरता सुनिश्चित करनी होगी, त्वरित बचाव और आपदा राहत, पर्यावरण निगरानी, ​​वन अग्नि निवारण, निर्जन भूमि निरीक्षण, समुद्री कंटेनर सूचना ट्रैकिंग आदि जैसे बड़े पैमाने पर आईओटी उपकरणों की तैनाती का समर्थन करना होगा और विरल आबादी वाले क्षेत्रों में कम लागत पर कवरेज हासिल करना होगा। इसलिए, भविष्य में मुख्य स्वरूप अंतरिक्ष, गहरे पहाड़ों, गहरे समुद्रों और भूमि जैसे प्राकृतिक स्थानों में त्रि-आयामी कवरेज नेटवर्क तक नेटवर्क कवरेज का विस्तार करना है। अतः, विश्वभर में संचार नेटवर्क के त्रि-आयामी "सर्वव्यापी कवरेज" को प्राप्त करने के लिए अंतरिक्ष, अंतरिक्ष और जमीन के एकीकृत नेटवर्क का निर्माण करना आवश्यक है।

The space-space-ground integrated network mainly includes three parts: space bases composed of satellites in different orbits, space bases composed of various aerial vehicles, and ground bases composed of satellite ground stations and traditional ground networks.Wide coverage, flexible deployment, ultra-low power consumption, ultra-high accuracy and not susceptible to ground disastersऔर अन्य विशेषताओं।

3. DOICT एकीकरण

6G is a new generation of mobile communication system that is deeply integrated with communication technology, information technology, big data technology, AI technology, and control technology. It shows strong interdisciplinary and cross-field development characteristics.The 6G vision of "digital twins and ubiquitous intelligence" requires end-to-end design from information collection, information transmission, information calculation, and information application. DOICT integration will be the development trend of 6G end-to-end information processing and service architecture.

सूचना एवं संचार प्रौद्योगिकी (आईसीटी) का गहन एकीकरण नेटवर्क की पूर्ण-आयामी परिभाषा को बढ़ावा देता है, जो लचीले नेटवर्क की नींव है। डीआईसीसी का गहन एकीकरण कृत्रिम बुद्धिमत्ता और बिग डेटा को नेटवर्क में व्यापक रूप से प्रवेश करने में सहायक है, जो बुद्धिमान नेटवर्क की नींव है। डीओआईसीटी का गहन एकीकरण नियतात्मक नेटवर्क के विकास को बढ़ावा देता है और स्वचालन प्रणालियों और डिजिटल ट्विन प्रणालियों की नींव है।

डीओआईसीटी बड़े डेटा के प्रवाह के आधार पर क्लाउड, नेटवर्क, एज, टर्मिनल और उद्योग के गहन एकीकरण को साकार करेगा, ब्लॉकचेन द्वारा प्रस्तुत साधनों के साथ एक विश्वसनीय वातावरण बनाएगा, सभी पक्षों के संसाधन उपयोग की दक्षता में सुधार करेगा, और क्लाउड-एज कंप्यूटिंग क्षमताओं, नेटवर्क क्षमताओं, टर्मिनल क्षमताओं और व्यावसायिक क्षमताओं को सहयोगात्मक रूप से उन्नत करेगा।

4. नेटवर्क पुनर्संरचनाशीलता

मोबाइल संचार प्रौद्योगिकी के तीव्र विकास के साथ, व्यावसायिक आवश्यकताएं और परिदृश्य अधिक विविध और व्यक्तिगत हो गए हैं। भविष्य में, 6G नेटवर्क अधिक लचीली और पुन: विन्यास योग्य आर्किटेक्चर डिज़ाइन को अपनाएंगे।

एक ओर, साझा हार्डवेयर संसाधनों के आधार पर, नेटवर्क विभिन्न उपयोगकर्ताओं की विभिन्न सेवाओं के लिए संबंधित नेटवर्क और एयर इंटरफ़ेस संसाधन आवंटित करता है, जिससे एंड-टू-एंड ऑन-डिमांड सेवाएं प्राप्त होती हैं। सर्वोत्तम सेवा प्रदान करते हुए, यह संसाधन साझाकरण को भी सुनिश्चित करता है, जिससे संसाधनों का अधिकतम उपयोग होता है और नेटवर्क निर्माण लागत कम होती है। दूसरी ओर, न्यूनतम नेटवर्क आर्किटेक्चर और लचीली एवं स्केलेबल नेटवर्क विशेषताएं नेटवर्क के रखरखाव, अपग्रेड और ऑप्टिमाइज़ेशन में अत्यधिक सुविधा प्रदान करती हैं, जिससे ऑपरेटरों की नेटवर्क परिचालन लागत और भी कम हो जाती है। इसके अतिरिक्त, 6G इंटेलिजेंस की अंतर्निहित विशिष्ट आवश्यकताओं के लिए नेटवर्क को अधिक कंप्यूटिंग शक्ति और स्केलेबिलिटी की आवश्यकता होती है।

5. धारणा-संचार-कंप्यूटिंग एकीकरण

धारणा-संचार-गणना एकीकरण एक संपूर्ण सूचना प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी ढांचा है जो सूचना संचरण प्रक्रिया के दौरान सूचना संग्रहण और गणना को एक साथ निष्पादित करता है। यह टर्मिनल सूचना संग्रहण, नेटवर्क सूचना संचरण और क्लाउड एज गणना के पारंपरिक सूचना सेवा ढांचे को तोड़ता है। यह मानवरहित, इमर्सिव और डिजिटल ट्विन जैसी धारणा, संचार और गणना की अत्यधिक सहसंबद्ध सेवाएं प्रदान करने के लिए एक तकनीकी आवश्यकता है।

बोध-संचार-गणना एकीकरण को विशेष रूप से दो स्तरों में विभाजित किया गया है: कार्यात्मक सहयोग और कार्यात्मक संलयन। कार्यात्मक सहयोग ढांचे में, संवेदी जानकारी संचार क्षमताओं को बढ़ा सकती है, संचार बोध के आयाम और गहराई का विस्तार कर सकता है, गणना बहु-आयामी डेटा संलयन और बड़े डेटा विश्लेषण को अंजाम दे सकती है, बोध गणना मॉडल और एल्गोरिदम के प्रदर्शन को बढ़ा सकता है, संचार सर्वव्यापी गणना ला सकता है, और गणना अति-विशाल पैमाने पर संचार को साकार कर सकती है।

कार्यात्मक एकीकरण ढांचे में, संवेदन संकेत और संचार संकेत तरंगरूप डिजाइन और पहचान को एकीकृत कर सकते हैं और हार्डवेयर उपकरणों के एक सेट को साझा कर सकते हैं। वर्तमान में, रडार संचार एकीकरण प्रौद्योगिकी एक चर्चित विषय बन गई है। टेराहर्ट्ज़ पहचान क्षमताओं और संचार क्षमताओं का एकीकरण, साथ ही दृश्य प्रकाश इमेजिंग और संचार का एकीकरण, संभावित 6G प्रौद्योगिकी रुझान बन गए हैं। संवेदन और कंप्यूटिंग को कंप्यूटिंग शक्ति-जागरूक नेटवर्क में एकीकृत किया जाता है, और कंप्यूटिंग और नेटवर्क को एकीकृत करके एंड-टू-एंड परिभाषित नेटवर्क और माइक्रोसर्विस आर्किटेक्चर प्राप्त किया जाता है।

भविष्य में, सॉफ्टवेयर-परिभाषित चिप प्रौद्योगिकी के विकास के आधार पर अवधारणात्मक संचार कंप्यूटिंग कार्यात्मक पुनर्गठन प्राप्त कर सकती है।

▲Perception-communication-computing integrated application scenario

1. वितरित अल्ट्रा-लार्ज-स्केल एमआईएमओ

अल्ट्रा-लार्ज-स्केल MIMO की शुरुआत के बाद, 4G/5G नेटवर्क की क्षमता में काफी सुधार हुआ है। हालांकि, पाथ लॉस और इंटर-सेल इंटरफेरेंस के कारण, सेल एज उपयोगकर्ता अनुभव में अभी भी सुधार की आवश्यकता है। डिस्ट्रीब्यूटेड अल्ट्रा-लार्ज-स्केल MIMO पारंपरिक केंद्रीकृत तैनाती पद्धति को डिस्ट्रीब्यूटेड तैनाती तक विस्तारित करता है, कई डिस्ट्रीब्यूटेड नोड्स के बीच बुद्धिमान सहयोग को बढ़ावा देता है, और संसाधनों की संयुक्त शेड्यूलिंग और डेटा के संयुक्त ट्रांसमिशन को साकार करता है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है। डिस्ट्रीब्यूटेड तैनाती और बुद्धिमान सहयोग के माध्यम से, एक ओर, यह प्रभावी रूप से हस्तक्षेप को समाप्त करता है और सिग्नल रिसेप्शन की गुणवत्ता को बढ़ाता है; दूसरी ओर, यह प्रभावी रूप से कवरेज को बढ़ाता है, जिससे उपयोगकर्ताओं को सीमाहीन प्रदर्शन का अनुभव मिलता है। भविष्य के 6G नेटवर्क में, विशेष रूप से उच्च आवृत्ति बैंड और सघन तैनाती परिदृश्यों में, यह अपार अनुप्रयोग क्षमता प्रदर्शित करेगा।

▲Distributed ultra-large-scale MIMO diagram

उद्योग ने सैद्धांतिक रूप से चैनल क्षमता में सुधार लाने में वितरित MIMO के लाभों को प्रदर्शित किया है। सैद्धांतिक विश्लेषण से पता चलता है कि एंटेना की कुल संख्या, कुल संचरण शक्ति और कवरेज की समान परिस्थितियों में, वितरित MIMO प्रणाली का प्रदर्शन केंद्रीकृत MIMO की तुलना में अधिक एकसमान होता है क्योंकि इसमें उपयोगकर्ताओं के निकट वितरित नोड्स हमेशा मौजूद होते हैं और शेड्यूलिंग और शेपिंग के लिए बुद्धिमानीपूर्ण सहयोग का उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से, एज उपयोगकर्ताओं के लिए प्रदर्शन लाभ अधिक महत्वपूर्ण है।

एंटेना के आकार और नोड संख्या में उल्लेखनीय वृद्धि के कारण, वितरित अल्ट्रा-लार्ज-स्केल एमआईएमओ नोड्स के बीच सूचना विनिमय क्षमताओं, संयुक्त सहयोग नोड चयन और शेपिंग स्कीम डिजाइन, एल्गोरिदम की जटिलता, हस्तक्षेप प्रसंस्करण आदि के लिए चुनौतियां प्रस्तुत करता है। साथ ही, सुसंगत संयुक्त संचरण नोड्स के बीच ट्रांसीवर चैनलों की स्थिरता के लिए उच्च आवश्यकताएं भी प्रस्तुत करता है, और वायु इंटरफ़ेस अंशांकन समाधानों पर आगे अनुसंधान की आवश्यकता है।

2. स्मार्ट मेटासर्फेस

रीकॉन्फ़िगरेबल इंटेलिजेंट सरफेस (आरआईआईएस) सतह पर मौजूद संरचनात्मक इकाइयों के माध्यम से विद्युत चुम्बकीय तरंगों को नियंत्रित करता है। प्रत्येक संरचनात्मक इकाई के मापदंडों और स्थिति को समायोजित करके, यह किसी भी विद्युत चुम्बकीय तरंग के परावर्तन/प्रवेश के आयाम और चरण वितरण को नियंत्रित कर सकता है। यह नॉन-लाइन-ऑफ-साइट ट्रांसमिशन जैसी पारंपरिक वायरलेस संचार समस्याओं को हल करने और कवरेज अंतराल को कम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

नीचे दिया गया चित्र RIS द्वारा समर्थित वायरलेस संचार का सिस्टम आरेख दर्शाता है। बेस स्टेशन RIS को नियंत्रित करता है, और RIS नियंत्रण के आधार पर अपनी संरचनात्मक इकाइयों के आयाम और चरण को समायोजित करता है, जिससे बेस स्टेशन द्वारा प्रेषित सिग्नल का नियंत्रित परावर्तन प्राप्त होता है। पारंपरिक रिले संचार की तुलना में, RIS पूर्ण-डुप्लेक्स मोड में कार्य कर सकता है और स्पेक्ट्रम का बेहतर उपयोग करता है। RIS को RF लिंक और बड़े पैमाने पर बिजली आपूर्ति की आवश्यकता नहीं होती है, और बिजली की खपत और तैनाती लागत के मामले में इसके कई फायदे हैं।

3. सुपर नाइक्विस्ट ट्रांसमिशन तकनीक

परंपरागत संचार प्रणालियों में, अंतर-प्रतीक हस्तक्षेप (आईएसआई) से बचने के लिए, आमतौर पर नाइक्विस्ट मानदंड का उपयोग किया जाता है, जिससे प्रेषित प्रतीक दर सीमित हो जाती है। सुपर नाइक्विस्ट स्थानांतरण तकनीक में त्रुटि पाई गई (स्रोत का हवाला देते हुए)। प्रतीकों को भेजने के लिए तेज़ दर का उपयोग करें, संचरण के दौरान कृत्रिम रूप से आईएसआई उत्पन्न करें, और फिर प्राप्तकर्ता छोर पर ओवरसैंपलिंग के माध्यम से आईएसआई को समाप्त करने के लिए अधिक उन्नत रिसीवर का उपयोग करें, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, जिससे लिंक की वास्तविक संचरण दर और स्पेक्ट्रम उपयोग में सुधार होता है।

▲Comparison of capacity between super-Nyquist transmission and traditional Nyquist transmission systems

4. ट्रांसफॉर्म डोमेन तरंग

पिछली पीढ़ियों के वायरलेस संचार प्रणालियों के एयर इंटरफेस डिजाइन में वेवफॉर्म तकनीक की महत्वपूर्ण भूमिका रही है। 4G और 5G प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले OFDM वेवफॉर्म का प्रदर्शन इसके सबकैरियरों के बीच ऑर्थोगोनैलिटी पर निर्भर करता है। यदि डॉप्लर आवृत्ति ऑफसेट जैसे कारकों के कारण सबकैरियरों के बीच ऑर्थोगोनैलिटी बाधित हो जाती है, तो प्रदर्शन में अक्सर काफी गिरावट आती है।

▲ट्रांसफॉर्म डोमेन वेवफॉर्म सिद्धांत का योजनाबद्ध आरेख

▲Transform domain waveform and OFDM performance comparison

5. एआई-संचालित भौतिक लिंक

5G संचार के आगमन के बाद से, वायरलेस नेटवर्क की बुद्धिमत्ता एक महत्वपूर्ण विषय बन गई है, जिसका उद्देश्य नेटवर्क संसाधनों का अधिक कुशल आवंटन और उपयोग करना है। वायरलेस नेटवर्क बुद्धिमत्ता के लिए प्रमुख सक्षम तकनीकों में से एक के रूप में, कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) तकनीक कोर नेटवर्क, नेटवर्क प्रबंधन और एक्सेस नेटवर्क के भौतिक स्तर और उच्च-स्तरीय प्रोटोकॉल स्टैक के सभी स्तरों में प्रवेश कर रही है। इनमें से, भौतिक स्तर की AI से तात्पर्य उन तकनीकी समाधानों से है जो वायरलेस नेटवर्क के भौतिक स्तर के कार्यों को साकार करने या बढ़ाने के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता/मशीन लर्निंग विधियों का उपयोग करते हैं।

कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) को मुख्य रूप से भौतिक स्तर पर CSI प्रोसेसिंग, रिसीवर डिज़ाइन और एंड-टू-एंड लिंक डिज़ाइन में लागू किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, डीप लर्निंग में न्यूरल नेटवर्क का उपयोग वायरलेस संचार में उच्च-आयामी CSI के संपीड़ित निरूपण को सीखने के लिए किया जाता है, जिससे CSI फीडबैक ओवरहेड कम हो जाता है; कृत्रिम न्यूरल नेटवर्क का उपयोग प्राप्त हस्तक्षेप सिग्नल से मूल सिग्नल तक व्युत्क्रम मैपिंग सीखने के लिए किया जाता है, जिससे स्पष्ट चैनल अनुमान और समीकरण की आवश्यकता समाप्त हो जाती है; एक विशिष्ट चैनल वातावरण में ट्रांसमीटर और रिसीवर को संयुक्त रूप से अनुकूलित करके चैनल में गैर-आदर्श प्रभावों को सीखा जा सकता है और संचरण प्रदर्शन में सुधार किया जा सकता है।

हालांकि, पारंपरिक भौतिक परत मॉड्यूल को "ब्लैक बॉक्स" तरीके से बदलने के लिए एआई मॉड्यूल का उपयोग करना, प्रदर्शन के मामले में पारंपरिक डिज़ाइनों को मात देना मुश्किल होगा। इसके विपरीत, कृत्रिम बुद्धिमत्ता विधियों को मानव विशेषज्ञ ज्ञान के साथ संयोजित करने का विचार एक बेहतर विकल्प है जो दोनों पक्षों के लाभों को प्राप्त कर सकता है। इसके अलावा, ओवरहेड और जटिलता को कम करने में एआई की पूरी क्षमता का एहसास करने के लिए, संदर्भ संकेतों और वायु इंटरफ़ेस संसाधन आवंटन को तदनुसार डिज़ाइन करने की आवश्यकता है, और यहां तक ​​कि मल्टी-लिंक मॉड्यूल के बीच संयुक्त रूप से डिज़ाइन करने की भी आवश्यकता है, जिसका मौजूदा वायु इंटरफ़ेस ढांचे और सिग्नलिंग डिज़ाइन पर अधिक प्रभाव पड़ सकता है।

6. प्लग एंड प्ले लिंक नियंत्रण

6G वायरलेस एक्सेस नेटवर्क को त्रि-आयामी पूर्ण-परिदृश्य कवरेज को बेहतर ढंग से पूरा करने के लिए स्वचालित कवरेज विस्तार क्षमताओं की आवश्यकता होती है। जब कोई नया नेटवर्क सेवा निकाय नेटवर्क से जुड़ता है, तो वह तुरंत हैंडशेक, प्लग एंड प्ले कर सकता है और कवरेज विस्तार प्राप्त कर सकता है। प्लग एंड प्ले लिंक नियंत्रण तकनीक में निम्नलिखित पहलू शामिल हैं:
प्रक्रिया के प्रति जागरूकता:Sense various types of access requests and initiate appropriate handshakes and control signaling processes. Different types of access points need to be accurately identified and accessed quickly to achieve flexible expansion of coverage.

Cloud-to-edge control and coordination:The cloud provides flexible and precise management and control of edge access points, including access control, automatic allocation of bandwidth resources, and coordination between links. Cloud processing can introduce AI capabilities to support the above functions.

Auto-generated and self-optimized access points:Utilize digital twin/AI and other technologies to conduct fully automated, full life cycle management and monitoring of various access points. When the access point is newly added to the network, it can automatically complete the configuration and realize self-generation; when the access point is running, it can adjust parameters and automatically optimize according to real-time scenarios, and improve services as needed to better meet the needs of users.

7. अनुकूली वायु इंटरफ़ेस QoS नियंत्रण

6जी युग डेटा-आधारित और बुद्धिमत्तापूर्ण युग होगा। होलोग्राफिक इमेजिंग, एक्सआर सेवाएं और वर्चुअल स्पेस परसेप्शन और इंटरेक्शन जैसी नई सेवाओं ने 6जी नेटवर्क की सेवा गुणवत्ता आश्वासन के लिए और भी अधिक कठिन आवश्यकताएं प्रस्तुत की हैं।

अनुकूली एयर इंटरफेस QoS नियंत्रण एंड-टू-एंड QoS बाधाओं पर आधारित है। यह वास्तविक समय एयर इंटरफेस ट्रांसमिशन विशेषताओं, अपेक्षाकृत सीमित एयर इंटरफेस संसाधनों, ट्रांसमिशन-फीडबैक समय की बाधाओं आदि के आधार पर एयर इंटरफेस ट्रांसमिशन डेटा की QoS गारंटी सुनिश्चित करता है। यह ऑन-डिमांड एयर इंटरफेस सेवाओं और कुशल नेटवर्क क्षमताओं के लिए एक प्रमुख तकनीक है।

अनुकूली एयर इंटरफेस QoS नियंत्रण में निम्नलिखित पहलू शामिल हैं:
1. Flexible QoS detection mechanism:Combined with AI/big data technology, it can realize QoS detection and modeling of carried services, as well as adaptive adjustment.
2. Deep integration of business QoS and air interface capabilities:Explore a new QoS mechanism that combines business QoS and air interface service capabilities. Based on the precise requirements of the service, the wireless access network matches the service requirements with the real-time air interface status through scheduling and wireless resource management.
3. AS layer end-to-end QoS mechanism:The terminal combines the QoS information provided by the access network to perform more refined QoS management to achieve accurate and efficient transmission of uplink and downlink data over the air interface.
भविष्य को देखते हुए, 6G नेटवर्क की व्यावसायिक आवश्यकताएं लगातार विकसित हो रही हैं। QoS तंत्र में कोर नेटवर्क, ट्रांसमिशन नेटवर्क और एक्सेस नेटवर्क शामिल हैं। कोर नेटवर्क, ट्रांसपोर्ट लेयर और एक्सेस नेटवर्क के साथ एकीकृत और समन्वित QoS तंत्र भविष्य में विचारणीय मुद्दा है।
03network enabling technologies

1. हल्का सिग्नलिंग समाधान

2G, 3G, 4G से 5G तक के विकास क्रम को देखते हुए, नेटवर्क के पैमाने में निरंतर विस्तार और बढ़ती जटिलता के कारण जटिल और अतिरेकपूर्ण नेटवर्क संरचना का निर्माण हुआ है। मौजूदा नेटवर्क विकास रुझानों के अनुसार, इंटरनेट ऑफ एवरीथिंग को सपोर्ट करने वाले 6G नेटवर्क की जटिलता में तेजी से वृद्धि होगी। ऐसे में, 6G डिज़ाइन के लिए हल्के सिग्नलिंग समाधान एक अनिवार्य विकल्प हैं।

6G वायरलेस एक्सेस नेटवर्क को एक एकीकृत सिग्नलिंग योजना के अनुसार डिज़ाइन किया जाना चाहिए और एकीकृत सिग्नलिंग नियंत्रण के तहत कई एयर इंटरफेस एक्सेस तकनीकों को एकीकृत करना चाहिए ताकि एयर इंटरफेस का एकीकृत नियंत्रण प्राप्त किया जा सके और नेटवर्क तक टर्मिनल एक्सेस की जटिलता को कम किया जा सके। प्रोटोकॉल स्टैक फ़ंक्शन डिज़ाइन के संदर्भ में, विभेदित प्रोटोकॉल फ़ंक्शन डिज़ाइन पर विचार किया जा सकता है, प्रोटोकॉल फ़ंक्शन वितरण और इंटरफ़ेस डिज़ाइन को अनुकूलित किया जा सकता है, और प्रोटोकॉल कार्यों को और बेहतर बनाने के लिए AI तकनीक को संयोजित किया जा सकता है।

In terms of network functions, 6G networks can be divided intoWide coverage of signaling layerऔरOn-demand data layer. Through the mechanism of separating the signaling plane and the user plane, a unified signaling overlay is used to ensure reliable mobility management and fast service access; through dynamic on-demand data layer loading, the business needs of network users are met. The two work together flexibly to reduce the number of base stations deployed and improve users' service perception experience.

▲हल्के सिग्नलिंग नियंत्रण

2. एंड-टू-एंड सेवा डिजाइन

डीओआईसीटी तकनीक के गहन एकीकरण और बड़ी संख्या में नई सेवाओं के उद्भव के साथ, ऑपरेटरों को नेटवर्क सेवाओं को शीघ्रता से प्रदान करने के लिए नई मांगों पर त्वरित प्रतिक्रिया देने में सक्षम नेटवर्क की आवश्यकता होती है। क्लाउड-नेटिव-आधारित सेवा तकनीक एक महत्वपूर्ण तकनीक है जो उपरोक्त क्षमताओं को सक्षम बनाती है और प्रोटोकॉल कार्यों के विकास को सेवा-आधारित आर्किटेक्चर की ओर ले जाती है। सेवा-उन्मुख आर्किटेक्चर पर आधारित प्रोटोकॉल फ़ंक्शन में व्यावसायिक आवश्यकताओं के अनुसार प्रोटोकॉल फ़ंक्शन को चलाने की क्षमता होती है। तकनीकी विशेषताएं निम्नलिखित पहलुओं में परिलक्षित होती हैं:

1. Protocol functions driven by cloud native service technology:On the premise of complying with the logical constraint relationships of each protocol layer, the protocol functional entities are reconstructed into flexibly combined modules. Each module can be flexibly combined, deployed and operated as needed to realize new network business service capabilities.
2. Interfaces driven by cloud-native service technology:The internal and external interfaces of the access network are reconstructed based on the cloud-native service-oriented interface form and interface protocols, which already support the flexible combination of protocol function modules and the opening of network capabilities;
3. Capability opening driven by cloud native service technology:Provide third parties with a convenient, fast and unified access network information exchange mechanism and policy adjustment mechanism to achieve a win-win situation through intelligence integration.

• अत्यधिक लचीलेपन के कारण सेकंड-स्तर या यहां तक ​​कि मिलीसेकंड-स्तर की प्रतिक्रियाएं संभव हो पाती हैं;

• अत्यधिक स्वचालित शेड्यूलिंग तंत्र मजबूत स्व-उपचार क्षमता प्राप्त कर सकता है;

• उच्च स्तर की अनुकूलन क्षमता विभिन्न क्षेत्रों, प्लेटफार्मों और यहां तक ​​कि सेवा प्रदाताओं में बड़े पैमाने पर, दोहराने योग्य परिनियोजन क्षमताओं को सक्षम बनाती है।

क्लाउड नेटिव तकनीक क्लाउड कंप्यूटिंग की पहुंच को बेहद आसान बनाती है, अनुसंधान एवं विकास तथा संचालन एवं रखरखाव के बीच अंतर-क्षेत्रीय सहयोग को सक्षम बनाती है, ओपन इटिरेशन की गति बढ़ाती है और व्यावसायिक नवाचार को सशक्त बनाती है। वर्तमान में, क्लाउड नेटिव तकनीकें तेजी से विकसित हो रही हैं, जिनमें मल्टी-क्लाउड कंटेनर ऑर्केस्ट्रेशन, क्लाउड नेटिव सर्वर, क्लाउड नेटिव स्टोरेज, क्लाउड नेटिव नेटवर्क, क्लाउड नेटिव डेटाबेस, क्लाउड नेटिव मैसेज क्यू, सर्विस ग्रिड, सर्वरलेस कंटेनर, फंक्शन एज़ अ सर्विस (FaaS), बैकएंड एज़ अ सर्विस (BaaS) आदि शामिल हैं।

दूरसंचार सेवाओं में प्रदर्शन, कम विलंबता, विश्वसनीयता, सुरक्षा और उपकरण लागत के लिए उच्चतर आवश्यकताएं होती हैं। इन उच्च मानकों को पूरा करने के लिए क्लाउड नेटिव तकनीक को दूरसंचार सेवाओं की विशेषताओं के अनुरूप विकसित होना आवश्यक है।

3. बुद्धिमान संवेदन कार्य

6G के लिए अल्ट्रा-लो लेटेंसी और हाई बैंडविड्थ वाली क्लाउड-आधारित इंटरैक्टिव सेवाओं की संख्या लगातार बढ़ रही है। एप्लिकेशन लेयर, बिजनेस ट्रांसमिशन लेयर और मोबाइल नेटवर्क लेयर के मौजूदा "लेयर्ड" और "चिम्नी" डिज़ाइन के कारण डेटा पैकेट ट्रांसमिशन का समय बढ़ जाता है और उपयोगकर्ता अनुभव में गिरावट आती है।

व्यावसायिक संचार क्षमताओं और नेटवर्क क्षमताओं के सटीक रीयल-टाइम मिलान को प्राप्त करने के लिए, एंड-टू-एंड नेटवर्क की प्रत्येक प्रोटोकॉल परत के उच्च-परिशुद्धता रीयल-टाइम माप और फीडबैक को लागू करना आवश्यक है ताकि सहयोगात्मक अनुकूलन को सक्षम बनाया जा सके, और नेटवर्क पक्ष पर बुद्धिमान प्रसंस्करण कार्यों को लागू किया जा सके, जिसमें बुद्धिमान अनुमान और भविष्यवाणी शामिल हैं। एक ओर, माप और अंतःक्रिया डेटा को आयामी कमी और संपीड़न प्राप्त करने के लिए पूर्व-संसाधित किया जाता है। दूसरी ओर, नेटवर्क संचार की लागत को कम करने के लिए एप्लिकेशन परत और व्यावसायिक संचार परत की आवश्यकताओं के अनुसार सदस्यता और अधिसूचना निष्पादित की जाती है।

4. डिजिटल ट्विन पर आधारित नेटवर्क स्वायत्तता प्रणाली

डिजिटल ट्विन तकनीक का तात्पर्य डिजिटल माध्यमों से भौतिक जगत की इकाई से डिजिटल जगत में एक आभासी इकाई की स्थापना करना है, जिससे भौतिक जगत की इकाई का गतिशील अवलोकन, विश्लेषण, अनुकरण, नियंत्रण और अनुकूलन संभव हो पाता है। डिजिटल ट्विन नेटवर्क तकनीक में कार्यात्मक मॉडलिंग, नेटवर्क तत्व मॉडलिंग, नेटवर्क मॉडलिंग, नेटवर्क सिमुलेशन, पैरामीटर और प्रदर्शन मॉडल, स्वचालित परीक्षण, डेटा संग्रह, बड़े डेटा का प्रसंस्करण, डेटा विश्लेषण, कृत्रिम बुद्धिमत्ता मशीन लर्निंग, दोष पूर्वानुमान, टोपोलॉजी और रूटिंग अनुकूलन शामिल हैं। इस प्रकार, नेटवर्क के प्रत्येक चरण में आने वाली जटिल समस्याओं को समाधान के लिए डिजिटल जगत में स्थानांतरित किया जा सकता है, और निगरानी, ​​पूर्वानुमान, अनुकूलन और अनुकरण के माध्यम से नेटवर्क की स्वायत्तता को साकार किया जा सकता है।

▲Digital twins realize network autonomy

5. नियतात्मक डेटा संचरण

नियतिवाद की अवधारणा सर्वप्रथम IEEE द्वारा प्रस्तावित और मानकीकृत की गई थी। IEEE 802.1 वर्किंग ग्रुप ने 2007 में ऑडियो वीडियो ब्रिजिंग (AVB) टास्क ग्रुप का गठन किया, जिसका उद्देश्य घरों में HDMI, स्पीकर और समाक्षीय केबलों को ईथरनेट से प्रतिस्थापित करना था। स्टूडियो, खेल और मनोरंजन स्थलों में IEEE 802.1AVB मानक के सफल अनुप्रयोग के साथ, यह तकनीक औद्योगिक और ऑटोमोटिव समुदायों का ध्यान आकर्षित करने लगी है।
In 2012, the IEEE 802.1AVB Task Group was renamed the Time-Sensitive Networking (TSN) Task Group. The TSN standard extends AVB technology, has time synchronization, delay guarantee and other mechanisms to ensure real-time performance, and supports traffic scheduling and shaping, reliability, configuration management and other related protocols. In 2015, the IETF established the Deterministic Network (DetNet) Working Group, which is committed to extending Ethernet-based deterministic technology to wide-area IP networks to provide worst-case bounds on delay, packet loss, and jitter to provide deterministic data transmission.
जैसा कि ऊपर देखा जा सकता है, स्थिर नेटवर्क के लिए नियतात्मक संचरण का प्रस्ताव 10 वर्षों से दिया जा रहा है, लेकिन मोबाइल नेटवर्क के लिए नियतात्मक संचरण पर शोध अभी शुरू ही हुआ है। इसका मुख्य कारण है: 1. वायु इंटरफ़ेस पर्यावरण से आसानी से प्रभावित होता है और संचरण की गुणवत्ता का अनुमान लगाना कठिन है; 2. अंत-से-अंत नियतात्मक गारंटी तंत्र का अभाव।
6G युग में, नियतात्मक डेटा संचरण 6G नेटवर्क की प्रतिनिधि क्षमता बन जाएगी, जिससे सीमित विलंब, कम जिटर, उच्च विश्वसनीयता और उच्च परिशुद्धता समय सिंक्रनाइज़ेशन जैसी विशेषताएं प्राप्त होंगी। जिन चुनौतियों को दूर करने की आवश्यकता है, उनमें निम्नलिखित पहलू शामिल हैं:
1. How to achieve flexible resource reservation and real-time scheduling on wireless air interfaces.The unpredictability of the air interface is the main bottleneck in achieving end-to-end deterministic transmission. This requires that in the 6G era, first of all, air interface resources are sufficient and unrestricted, and data packets can be flexibly scheduled in real time within the access network to ensure that packets can be processed and sent out within the specified time.
2. How to implement a wide-area deterministic transmission mechanism.IEEE TSN technology is difficult to apply to wide areas. This is mainly because the CNC in the TSN system cannot perform large-scale path calculations and accurate real-time scheduling, and the time synchronization accuracy becomes lower and lower as the path lengthens.
3. How to achieve cross-layer and cross-domain deterministic mechanism integration.In the 5G era, mobile networks are still a layer of networks carried on top of IP, which poses severe challenges to deterministic transmission scheduling for cross-domain collaboration. In the 6G era, from the beginning of network design, it is hoped to achieve heterogeneous access, fixed-mobile integration, and collaborative management. Mobile networks need to absorb the second- and third-layer deterministic transmission protocols of existing fixed networks to achieve deployment integration, protocol support, and collaborative scheduling, thereby achieving end-to-end cross-layer and cross-domain deterministic data transmission.

6. प्रोग्रामेबल नेटवर्क

6G नेटवर्क को नेटवर्क प्रोग्रामेबिलिटी का समर्थन करने और एक्सेस, एज, कोर, वाइड एरिया और डेटा नेटवर्क के सहयोग को साकार करने की आवश्यकता है, ताकि दूरसंचार नेटवर्क में कई सेवाओं, कई क्षेत्रों और संपूर्ण जीवन चक्र में पूर्ण-परिदृश्य अनुकूलन क्षमताएं हों। नेटवर्क प्रोग्रामेबिलिटी कई स्तरों पर परिलक्षित होती है, नीचे से ऊपर तक: चिप प्रोग्रामेबल (जैसे P4, POF), FIB प्रोग्रामेबल (जैसे OpenFlow), RIB प्रोग्रामेबल (जैसे BGP, PCEP), डिवाइस OS प्रोग्रामेबल, डिवाइस कॉन्फ़िगरेशन प्रोग्रामेबल (जैसे CLI, NETCONF/YANG, OVSDB), कंट्रोलर प्रोग्रामेबल और सर्विस प्रोग्रामेबल (जैसे GBP, NEMO)।
भविष्य के नेटवर्क को चार आयामों से प्रोग्रामेबिलिटी क्षमताओं को पूरा करने की आवश्यकता है: नेटवर्क तत्व, प्रोटोकॉल, सेवाएं और प्रबंधन:
1. Equipment network elements are programmable:As data service types become more diversified and personalized, and users have ever-increasing demands for new network functions, the protocol stacks of equipment network elements support limited network functions, and the network card chips used cannot predict all possible network functions in the next few years. As the basic component of the network, the network element needs its hardware architecture to allow users to redefine functions and complete different types of protocols, encapsulation and decapsulation processing as needed.
साथ ही, ऊपरी सॉफ्टवेयर आर्किटेक्चर स्पष्ट रूप से विभाजित कार्यों वाले मॉड्यूल या एपीआई से बना है, जो उपयोगकर्ताओं को वर्गीकरण, शेपिंग, क्यूओएस आदि जैसे अनुकूलित उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए इन मॉड्यूल को पुनर्गठित करने या इंटरफेस को कॉल करने की अनुमति देता है। उपकरण नेटवर्क तत्व प्रोग्रामेबिलिटी का समर्थन करते हैं, जिससे उपयोगकर्ता अनुकूलन और नए प्रोटोकॉल के निरंतर विकास को कुशलतापूर्वक समर्थन देना संभव हो जाता है।
2. Network protocol is programmable:The functional division of telecommunications networks and data networks is becoming increasingly blurred, and network protocols and architectures are also interpenetrating each other. As application scenarios continue to evolve, new demands for network protocol stack functions emerge one after another, and the evolution and innovation of network protocols continue to emerge (such as NewIP, SRv6, QUIC, etc.). Faced with the long-term coexistence of old and new protocols, it is inevitable that protocols within and between end-to-end networks can support synchronous switching, and even end-to-end network protocols for slicing can be selected on demand based on user service types and quality requirements. This will enable smooth switching from the post-5G+ network to the 6G network.
3. Business paths are programmable:As end-to-end networks carry more and more services, we need to see that there is a sequence of time for the network or network elements to complete new service upgrades. It supports on-demand configuration of different user data and use of different business processing paths. It can not only adopt the reuse and transformation scheme, but also realize the gradual diversion to innovative network architecture, smooth switching, and meet the unlimited expansion of user needs on the basis of limited cost. Furthermore, the forwarding path from the terminal, access network, core network, wide area network, to the entire data center network is measurable and adjustable, so that end-to-end business, network, and edge collaboration can be truly realized, and end-to-end network assurance can be achieved.
4. The management method is programmable:As telecommunications networks become increasingly complex, intra-network operation and maintenance costs remain high, and inter-network operation and maintenance barriers have not yet been cleared, resulting in insufficient commercial monetization capabilities and slowing down the launch of new services. Management method programming means that in terms of monitoring and management methods, network elements in the network should support multiple or customized management methods to promote the three improvements of resource efficiency, energy efficiency, and operation and maintenance efficiency, and achieve a closed-loop autonomous network system oriented to user experience.
We previously reported on the application of 5G in 21 vertical industries. As 5G continues to become more popular, the demand for future-oriented communications will become clearer. Related fields of new businesses, new applications, new services, and new materials are developing rapidly, and new technologies such as cloud computing, big data, blockchain, and artificial intelligence are constantly integrating with communication technologies. These urgent needs combine with the latest changes and development trends to continuously promote the design and research of 6G. Although the current ideas for 6G may seem a bit fanciful, the development speed of technology often exceeds people's expectations.

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