طراحی و بهینه سازی شبکه های ۵G و ۶G از نظر سرعت، پایداری و کیفیت سرویس

با شتاب گرفتن تحول دیجیتال و ظهور کاربردهای حیاتی نظیر خودروهای خودران، جراحی از راه دور، صنعت ۴.۰ و هولوگرافی زنده، شبکه های ۵G و به ویژه ۶G به عنوان زیرساخت اصلی ارتباطات آینده مطرح هستند. این مقاله به طور جامع به اصول طراحی و استراتژی های بهینه سازی شبکه های ۵G و ۶G از سه منظر کلیدی سرعت، پایداری و کیفیت سرویس (QoS) می پردازد. در بخش سرعت فناوری های امواج میلی متری (mmWave)، باندهای تراهرتز (THz)، Massive MIMO با تعداد آنتن های بسیار بالا، بیم فورمینگ پویا و سه بعدی، تخصیص پویای طیف مبتنی بر هوش مصنوعی و شبکه های غیرزمینی (NTN) بررسی می شوند. برای دستیابی به پایداری و قابلیت اطمینان بسیار بالا (URLLC)، مکانیزم های پیشرفته مدیریت تحرک، سطوح هوشمند بازتابی (Reconfigurable Intelligent Surfaces - RIS)، شبکه های مش خودترمیم، پیش بینی و کاهش تداخل مبتنی بر یادگیری عمیق و معماری های توزیع شده چندلایه تحلیل شده اند. در نهایت نقش معماری های نرم افزارمحور شامل NFV، SDN، شبکه هسته سرویس محور (SBA)، شبکه های برش شده (Network Slicing) و بهینه سازی سرتاسری مبتنی بر هوش مصنوعی در تضمین کیفیت سرویس پویا و شخصی سازی شده ارزیابی می گردد. نتایج پژوهش حاکی از آن است که یکپارچه سازی فناوری های هوشمند، طراحی چندلایه و الگوریتم های بهینه سازی پیشرفته قادر است شبکه هایی با سرعت چند ترابیت بر ثانیه، تاخیر زیر یک میلی ثانیه، پایداری ۹۹.۹۹۹۹٪ و QoS تطبیقی برای سناریوهای فوق حیاتی ارائه دهد و زمینه ساز تحقق کامل چشم انداز ۶G تا سال ۲۰۳۰ گردد.

Keywords:

شبکه های ۵G , شبکه های ۶G , امواج میلی متری (mmWave) , ارتباطات تراهرتز (THz) , Massive MIMO , کیفیت سرویس (QoS) , Quality Of Service (QoS)