Predstavljajte si svet, v katerem lahko zelo inteligenten brezžični sistem spremlja okolje in se bori proti onesnaževanju, lahko pošlje konvoj za prevoz več ljudi in lahko tudi pomaga najti pogrešane malčke, saj lahko identificira kogarkoli in kjer koli. Šesta generacija brezžičnega omrežja (6G) je tik pred vrati in raziskovalci na univerzi Southern Illinois (SIU) v Carbondaleu v Združenih državah preučujejo ključne povezave, ki omogočajo njegovo delovanje.
Gayan Aruma Baduge, izredna profesorica na šoli za elektrotehniko, računalništvo in biomedicinski inženiring pri SIU, vodi mednarodno raziskovalno skupino, ki dela na tej raziskavi. Ekipa je prejela 1,13 milijona dolarjev sredstev. Člani ekipe so SIU in univerza Villanova v Združenih državah ter univerza Aalto na Finskem.
Namen triletnega projekta je preučevanje podatkovne komunikacije s pomočjo umetne inteligence in integracije sistema radarskega zaznavanja za tehnologijo 6G.
"To je edinstveno raziskovalno partnerstvo, ki povezuje Evropsko unijo in Združene države, s poudarkom na napredku na področju umetne inteligence ter integriranega zaznavanja in komunikacij." je rekel Baduge.
Poleg glasovnih in podatkovnih komunikacijskih storitev, ki so trenutno v uporabi, naj bi tehnologija 6G vključevala funkcije zaznavanja, kot so visoko natančno sledenje lokaciji in zemljevid, slikanje območja in delovanje avtonomnih vozil, vključno z "platooning", kjer je več vozil delovali skupaj kot ena enota.
Rešitve 6G, ki jih poganja AI
Tehnologija, ki jo poganja in nadzoruje napredna umetna inteligenca, bo lahko izvajala tudi nove funkcije, povezane z nadzorom, vključno z zaznavanjem vrst kretenj ali dejavnosti, ki jih lahko izkazujejo ljudje, ter identifikacijo osebe, ki izvaja te geste ali dejavnosti. Ta sposobnost v sistemu je zasnovana za ekstrahiranje, razvrščanje in predvidevanje tipičnih gibov človeškega telesa, kot so stanje, sedenje, hoja, skakanje, nasmeh ali jok.
Badugejevo delo se osredotoča na razvoj teoretične osnove za tehnologijo, načrtovanje brezžičnih sistemov, ki so zmožni vključiti mobilne komunikacije ter okoljsko slikanje in zaznavanje v sisteme prihodnosti. Integracija sistema bo izboljšala učinkovitost in funkcionalnost.
"Brezžični sistem 6G z integriranimi senzorskimi in komunikacijskimi zmogljivostmi se lahko uporablja za spremljanje okolja, omrežja vozil in daljinsko zaznavanje," pravi Baduge, "in bo prav tako olajšal ustvarjanje pametnih mest, hkrati pa izboljšal industrijo, proizvodnjo in kmetijstvo."
Ključ do tega, da 6G postane vse, kar obljublja, je izkoristiti podobnosti med obstoječimi radijskimi zaznavalnimi in komunikacijskimi sistemi. Ti sistemi imajo ali si delijo spekter, arhitekturo strojne opreme in cevovode za obdelavo informacij.
Baduge je želel oblikovati strukturo, ki bi bolj formalno združila oba sistema v enotno strojno platformo z uporabo enotne valovne oblike in strategije prenosa, ki jo nadzira AI. Takšen sistem bi bil bolj sposoben obdelave signalov iz različnih senzorjev, hkrati pa bi obravnaval običajne mobilne telefone in prenos podatkov.
Integracija celičnih komunikacij in sistemov radarskega zaznavanja
V preteklosti so bili radijski sistemi za celično komunikacijo in radarsko zaznavanje zasnovani in delovali neodvisno. Ti sistemi uporabljajo različne valovne oblike, radijske pasove, ki se ne prekrivajo, in ločene platforme strojne opreme.
Trenutni najsodobnejši brezžični komunikacijski sistem 5G je v glavnem zasnovan in optimiziran za mobilne celične komunikacije. Vendar pa povpraševanje po višjih hitrostih prenosa podatkov in številu povezanih brezžičnih naprav narašča in da bi izpolnili to povpraševanje, inženirji uporabljajo velike antenske nize, ki delujejo na višjih frekvencah.
"Elektromagnetni spekter ali radijski pas za namene komunikacije in zaznavanja je izjemno redek in drag vir," pravi Baduge, "združevanje komunikacijskih in zaznavnih nalog v isto platformo strojne opreme pa lahko močno izboljša učinkovitost." "Ta zasnova je tudi stroškovno učinkovitejša, ker je drago RF opremo mogoče ponovno uporabiti za komunikacijo in zaznavanje.
Integracijski izzivi
Integracija dveh sistemov, zasnovanih za različne stvari, je zahtevna zaradi konkurenčnih ciljev načrtovanja podatkovne komunikacije in nalog radarskega zaznavanja.
"Zaradi tega priporočamo uporabo vrste orodij, kot so teorija komunikacije in informacij, ocenjevanje in odkrivanje ter umetna inteligenca, ki temelji na podatkih, za premagovanje izzivov načrtovanja." je rekel Baduge.
Baduge upa, da bo raziskava pomagala integrirati zmožnosti radijskega zaznavanja v tehnologije 6G, vključno s celičnimi komunikacijskimi sistemi, brezžičnimi lokalnimi omrežji in industrijskimi omrežji IoT, hkrati pa ohraniti nizke stroške ter ohraniti spekter in računalniško moč.
