اینترنت 6G یک گام دیگر به واقعیت نزدیک شد

پیشرفت تازه‌ای در تحقیقات مرتبط با نسل ششم ارتباطات بی‌سیم، امیدها را برای رفع یکی از مهم‌ترین موانع این فناوری افزایش داده است.

گروهی از پژوهشگران با بهره‌گیری از سطوح هوشمند قابل بازپیکربندی توانسته‌اند روشی ارائه دهند که کنترل دقیق امواج الکترومغناطیسی را امکان‌پذیر می‌کند و در نتیجه، عملکرد شبکه‌های 6G را بهبود می‌بخشد.

این دستاورد توسط تیمی از مهندسان به سرپرستی پژوهشگران دانشگاه گلاسگو به دست آمده است. آن‌ها راهکاری برای مقابله با تداخل الکترومغناطیسی یا EMI ارائه کرده‌اند که یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های توسعه 6G به شمار می‌رود. فناوری سطوح هوشمند قابل بازپیکربندی یا RIS، این امکان را فراهم می‌کند که امواج الکترومغناطیسی کنترل، منحرف، تقویت و هدایت شوند. در نتیجه، کیفیت سیگنال‌های 6G افزایش یافته و اثرات ناشی از تداخل‌های مزاحم کاهش پیدا می‌کند.

شبکه‌های 6G قرار است سرعتی تا ۱۰۰ برابر بیشتر از 5G در اختیار کاربران قرار دهند، اما مسیر توسعه آن‌ها با موانع مختلفی همراه بوده. یکی از مهم‌ترین این مشکلات، تداخل الکترومغناطیسی ناشی از انبوه دستگاه‌های متصل در سراسر جهان است که می‌تواند کیفیت ارتباطات را به شدت تحت تأثیر قرار دهد.

پیش‌بینی می‌شود با آغاز استفاده تجاری از 6G، تحول بزرگی در حوزه ارتباطات ایجاد گردد. این فناوری تنها به اینترنت بی‌سیم محدود نخواهد بود و کاربردهای گسترده‌ای در خانه‌های هوشمند، اینترنت اشیا و بسیاری از فناوری‌های نوین دیگر خواهد داشت.

در پژوهش‌های پیشین نیز تلاش‌هایی برای کنترل تداخل الکترومغناطیسی انجام شده بود، اما این روش‌ها یک نقطه‌ضعف مهم داشتند. هرچه میزان تداخل کاهش پیدا می‌کرد، قدرت سیگنال 6G نیز افت می‌کرد و در نهایت عملکرد کلی شبکه تحت تأثیر قرار می‌گرفت.

تیم تحقیقاتی دانشگاه گلاسگو با استفاده از رویکردی متفاوت در طراحی RIS موفق شد این محدودیت را برطرف کند. این سطوح از مجموعه‌ای از اجزای قابل برنامه‌ریزی تشکیل شده‌اند که روی سطح قرار می‌گیرند و می‌توانند امواج الکترومغناطیسی را به شکل دلخواه تغییر دهند. این اجزا قادر هستند سیگنال‌ها را بازتاب داده، آن‌ها را روی مسیر مناسب متمرکز کنند، تداخل‌های مزاحم را به سمت دیگری هدایت نمایند و همزمان قدرت سیگنال را افزایش دهند. علاوه بر این، هر بخش از این سطح به‌صورت مستقل قابل برنامه‌ریزی و کنترل است.

پژوهشگران همچنین چارچوبی را طراحی کرده‌اند که آن را چارچوب آگاه از تداخل الکترومغناطیسی نامیده‌اند. این سامانه ابتدا الگوی تداخل موجود را شناسایی می‌کند، سپس بهترین مسیر عبور سیگنال را پیدا کرده و با استفاده از RIS مسیر انتقال را به گونه‌ای تنظیم می‌کند که امواج از ناحیه دارای تداخل عبور نکنند.

جلیل کاظم از دانشکده مهندسی جیمز وات و یکی از نویسندگان این مقاله توضیح داد که در گذشته حذف چنین تداخل‌هایی نیازمند پردازش دیجیتالی بسیار سنگینی در ایستگاه پایه بود و این حجم از پردازش، انرژی زیادی مصرف می‌کرد. اما اکنون با قرار دادن یک سطح هوشمند در محیط، می‌توان مسیر حرکت سیگنال را پیش از رسیدن به ایستگاه پایه تغییر داد تا بخش زیادی از تداخل از همان ابتدا کنترل شود. این روش هم بار پردازشی را کاهش می‌دهد و هم مصرف انرژی کل شبکه را پایین می‌آورد.

چالش‌های توسعه 6G تنها به برقراری ارتباط سریع و پایدار محدود نمی‌شود. تداخل الکترومغناطیسی می‌تواند تهدیدی برای امنیت شبکه نیز باشد و به همین دلیل، استفاده از RIS علاوه بر بهبود کیفیت ارتباطات، در محافظت از داده‌ها نیز نقش مهمی ایفا می‌کند. این فناوری قادر است سیگنال‌ها را به مقصد درست هدایت نماید و اطلاعات را تنها در اختیار کاربران و دستگاه‌های مجاز قرار دهد که این موضوع به افزایش سطح حریم خصوصی نیز کمک خواهد کرد.

محمد علی عمران، رئیس دانشکده مهندسی جیمز وات و از دیگر نویسندگان این پژوهش، اعلام کرد که امنیت، حفظ حریم خصوصی و پایداری دیگر ویژگی‌های جانبی شبکه‌های آینده نیستند، بلکه به نیازهای اساسی آن‌ها تبدیل شده‌اند. او افزود که این سطح هوشمند می‌تواند سیگنال را تنها به سمت کاربران مورد اعتماد هدایت کند و دسترسی افراد غیرمجاز را محدود سازد. به گفته او، این فناوری گامی مهم در مسیر ایجاد شبکه‌هایی امن، انعطاف‌پذیر و کارآمد محسوب می‌شود؛ شبکه‌هایی که آینده ارتباطات و فناوری‌های مبتنی بر حسگرها را شکل خواهند داد.

بر اساس پیش‌بینی‌ها، روند عرضه تجاری شبکه‌های 6G از سال ۲۰۳۰ آغاز خواهد شد.