Технология 6G Plus Digital Twin ускорит разработку обоих

Несмотря на то, что развертывание сотовых сетей 5G в США и во всем мире продолжает набирать обороты, крупные академические программы, исследовательские институты и коммерческие научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы переключают свое внимание на более глубокие исследования перспектив и реализации технологии 6G. Значительные государственные инвестиции уже осуществлены, и ожидается, что они резко увеличатся в течение следующих нескольких лет. Страны борются за лидирующие позиции в области 6G как для коммерческих, так и для военных целей и запускают ранние исследования в области технологий и приложений.¹

Ожидаемое значительное расширение всех обычных показателей сотовой связи, включая пропускную способность, задержку, плотность устройств, надежность соединения и другие маркеры развития технологий, хорошо задокументировано.² Также следует отметить стремительный рост количества и разнообразия устройств, подключаемых к сети через быстро расширяющийся Интернет вещей.

Конечно, если назвать несколько областей существенного роста, они потребуют значительных технологических прорывов в разработке чипсетов, антенных технологий, встроенных сетей машинного обучения и машинного обучения в реальном времени.

Однако с широкой точки зрения бизнеса и потребителей ожидается, что основное влияние 6G будет заключаться в разработке, развертывании и широком внедрении множества новых приложений, использующих эти существенные технологические прорывы. (см. рисунок). Некоторые из обсуждаемых приложений включают голографическое телеприсутствие, удаленную хирургию, развертывание автономного парка беспилотных транспортных средств и исследование дальнего космоса или океана.³

Прорыв в технологии 6G должен соответствовать последовательному, предсказуемому и требовательному набору соглашений об уровне обслуживания (SLA) для поддержки таких разнообразных приложений, при этом последовательно адаптируясь к беспрецедентному уровню системной динамики.

Предстандартная работа

Хотя ожидается, что первоначальные стандарты 6G будут выпущены 3GPP примерно в 2028 году, ожидается, что усилия по исследованию, проектированию и интеграции технологий ведущими поставщиками чипсетов, сетевого оборудования и устройств, а также поставщиками услуг начнутся значительно раньше. Это приводит к важному вопросу: как мы проверяем влияние технологических инноваций на сквозном системном уровне и их возможное влияние на предоставление SLA на уровне приложений?⁴

Связанная с этим проблема заключается в понимании и устранении любых проблем совместимости с устаревшими инфраструктурами 5G и, возможно, даже LTE. Ожидается, что аспекты безопасности будут встроены во многие из этих инноваций — как их можно решить с точки зрения системы систем, а не на уровне компонентов?

Цифровая инженерия в целом и цифровые двойники в частности дают уникальную возможность оценить совокупное влияние этих инноваций на более ранних этапах жизненного цикла продукта, возможно, до того, как будут сделаны значительные инвестиции в их производство, интеграцию и развертывание в системах 6G. Использование цифровых двойников и потенциал цифровой инженерии для сокращения жизненных циклов разработки и развертывания продуктов привлекли повышенное внимание.

Почему цифровые двойники?

Я предлагаю концепцию интегрированного испытательного стенда с цифровыми двойниками 6G, состоящего из цифровых двойников компонента, устройства, подсистемы и сетевых элементов, созданных на различных уровнях точности и сопряженных с использованием стандартных API. Мы можем отличить такой испытательный стенд от других существующих и предлагаемых испытательных стендов 6G по его максимальной направленности на оценку сквозной производительности приложений в различных условиях эксплуатации.

На таком испытательном стенде меньше внимания уделяется оценке производительности или соответствия спецификации отдельных компонентов. Скорее, речь идет о том, как компонент, интегрированный в развертывание на системном уровне, поможет в предоставлении сквозных соглашений об уровне обслуживания.

Часто возникает вопрос, чем цифровые двойники отличаются от имитационных или эмуляционных моделей? Ключевым дискриминатором является динамический характер модели, представленный цифровым двойником, который относится к его способности периодически обновлять свое состояние, чтобы имитировать состояние соответствующей физической системы, которую он моделирует.

Например, в случае сетевого цифрового двойника модель может периодически обновлять смоделированный поток трафика или среду распространения сигнала или положение приемопередающих радиостанций из физической системы. Обновления также могут поступать из системы искусственного интеллекта или машинного обучения, которая периодически обновляет атрибуты модели цифрового двойника на основе знаний об исторических событиях или даже совокупности прогонов для синтеза ожидаемого поведения.

По мере того, как все больше датчиков будут подключаться к сети через промышленный Интернет вещей (IIoT), они обеспечат надежный поток данных, который можно интеллектуально обрабатывать для постоянного обновления цифровых двойников и повышения точности его прогнозов.

Такие испытательные стенды позволят широкому сообществу 6G ответить на множество критических вопросов на протяжении всего жизненного цикла разработки — от определения приоритетов технологических областей до архитектурных компромиссов, планирования развертывания, препятствий совместимости и смягчения их последствий, до оценки киберустойчивости на уровне системы.

Прочитайте полную историю здесь…