آزمایش X‑MIMO سامسونگ روی باند ۷ گیگاهرتز برای ۶G و آینده شبکه ها

معرفی

در یک صبح سرد فوریه در پردیس تحقیق و توسعه سامسونگ در سئول، یک آزمایش بی‌سیم جدید به‌صورت آرام اما تعیین‌کننده‌ای انتظارات را بازنویسی کرد. مهندسان شرکت‌های سامسونگ الکترونیکس، KT Corporation و Keysight Technologies یک ایستگاه پایه نمونه‌سازی شده را وارد میدان کردند و یک دستگاه تنها را وادار به دانلود در اوج‌هایی نزدیک به ۳ گیگابیت بر ثانیه کردند. کوتاه و مقطعی بود. چشمگیر، بله—اما مهم‌تر از سرعت لحظه‌ای، این آزمایش نشان می‌دهد که پژوهش‌های مربوط به ۶G به کدام سمت در حال حرکت است.

جزئیات آزمایش

این آزمایش که در تاریخ ۲۰ فوریه ۲۰۲۶ اعلام شد، روی فرکانس ۷ گیگاهرتز اجرا شد و از فناوری‌ای استفاده کرد که شرکت‌ها آن را eXtreme MIMO یا X‑MIMO نامیده‌اند. می‌توان آن را به‌عنوان نسخه‌ای تقویت‌شده از Massive MIMO تصور کرد: واحد بیرونی شامل ۲۵۶ پورت آنتن دیجیتال بود و هشت جریان داده موازی را به همان دستگاه آزمایشی واحد ارسال کرد. نتیجه، جهش لحظه‌ای در توان تبادل داده بود که از آنچه اکثر کاربران در شبکه‌های متداول ۵G به‌طور روزمره تجربه می‌کنند، فراتر رفت.

چرا باند ۷ گیگاهرتز؟

باند ۷ گیگاهرتز میان باندهای آشنا زیر ۶ گیگاهرتز و امواج میلی‌متری حساس قرار می‌گیرد. این باند پهنای باند بیشتری نسبت به ۳.۵ گیگاهرتز ارائه می‌دهد، در حالی که از قربانی کردن پوشش گسترده‌ای که با mmWave همراه است جلوگیری می‌کند. از منظر عملی، ۷ گیگاهرتز می‌تواند خطوط انتقال سریع‌تری را در فواصل قابل استفاده کش دهد. این فضای میانی اهمیت دارد اگر اپراتورها بخواهند ظرفیت بالاتر را بدون تبدیل شهرها به «جنگل آنتن» فراهم کنند.

فناوری X‑MIMO و مزایای فضایی

X‑MIMO خود تکنولوژی محوری این آزمون است. سامسونگ نمونه اولیه را توصیف می‌کند که در حدود چهار برابر عناصر آنتنی بیشتر نسبت به یک ایستگاه پایه معمولی ۵G دارد، اما بدون افزایش متناسب در اندازه فیزیکی. افزایش تعداد عناصر به معنی کانال‌های فضایی بیشتر است — خطوط بیشتر روی بزرگراه رادیویی — که اجازه می‌دهد چندین جریان همزمان ارسال شوند و اوج توان عبوری را بالا ببرند در حالی که پوشش حفظ می‌شود. در طول نمایش، هشت جریان فعال بودند؛ تنظیمی که به رساندن آن اوج حدود ۳ گیگابیت بر ثانیه به یک گوشی واحد کمک کرد.

نحوه کار: کانال‌های فضایی و شکل‌دهی پرتو

مفهوم پایه‌ای MIMO (چندآنتنه، چندورودی چندخروجی) استفاده از عناصر آنتنی متعدد برای ایجاد مسیرهای مکانی جداگانه بین ایستگاه پایه و دستگاه‌هاست. X‑MIMO این ایده را با افزایش فشرده تعداد عناصر و بهره‌گیری پیشرفته‌تر از پردازش دیجیتال ارتقا می‌دهد. قابلیت‌های شکل‌دهی پرتو (beamforming) دقیق‌تر و الگوریتم‌های جداسازی فضایی پیچیده‌تر به شبکه اجازه می‌دهد تا جریان‌های متعدد را به‌صورت همزمان و بدون تداخل قابل توجه به گیرنده برساند. این موضوع خصوصاً در محیط‌های باز و نیمه‌باز که انعکاس‌ها و مسیرهای چندگانه وجود دارد، اهمیت دارد.

ملاحظات واقعی و محدودیت‌ها

نکات واقع‌گرایانه را باید در نظر گرفت. آزمایش‌ها و نرخ‌های اوج با تجربه روزمره کاربر برابر نیستند. اکثر مشترکان ۵G به ندرت سرعت‌هایی نزدیک به گیگابیت را به‌صورت پایدار تجربه می‌کنند. با این حال، نمایش‌های بیرونی اهمیت دارند؛ زیرا پژوهش را از شبیه‌سازی‌ها به محیط‌های فیزیکی منتقل می‌کنند، جایی که بازتاب‌ها، تداخل و شرایط جوی اهمیت می‌یابند. این داده‌ها طراحی آنتن، نحوه تنظیم beamforming و در نهایت معماری شبکه‌ها را شکل می‌دهند.

مطلب مرتبط

ادامه مطلب

نمونه عملی 6G با سرعت 200 گیگابیت بر ثانیه

نمونه‌عملی 6G با سرعت 200 گیگابیت بر ثانیه مؤسسه تحقیقات الکترونیک و مخابرات کره جنوبی (ETRI)...

محدودیت‌های عملکرد و مقایسه با تجربه کاربر

تفاوت بین «سرعت اوج» و «سرعت حس‌شده» کاربر معمولاً به عوامل زیر برمی‌گردد:

• توزیع منابع رادیویی میان کاربران متعدد در یک سایت
• شرایط محیطی مانند ساختمان‌ها، درختان و هوا
• توان پردازشی و حساسیت گیرنده سمت کاربر
• مصرف باتری و محدودیت‌های انرژی در دستگاه‌های تلفن همراه

بنابراین، حتی اگر یک آزمایش روی یک دستگاه منفرد اوج ۳ گیگابیتی نشان دهد، تبدیل این نتایج به تجربه کاربران واقعی در شهرهای شلوغ نیازمند مطالعه و مهندسی بیشتر است.

استانداردها، زمان‌بندی و معنای آن برای ۶G

این نمایش را به‌عنوان یک جدول زمانی تفسیر نکنید. استانداردهای ۶G هنوز تثبیت نشده‌اند. انتشارهای 3GPP که چارچوب‌های سلولی جهانی را تعریف می‌کنند، طی سال‌ها (نه ماه‌ها) تکامل می‌یابند. آنچه این آزمایش سئول انجام داده است، وارد کردن یک نقطه عینی قابل بحث به گفت‌وگو است: آرایه‌های آنتنی متراکم‌تر، آزمایش در باندهای میانی، و عملیات چندجریانی که به معماری ۶G اشاره می‌کند که کارایی فضایی را به‌اندازه طیف خام در اولویت قرار می‌دهد.

چرخه استانداردسازی و نقش 3GPP

فرآیند تعریف مشخصات نسل بعدی شبکه‌های سلولی معمولاً شامل مراحل زیر است:

1. تحقیقات اولیه و آزمایش‌های فنی توسط شرکت‌ها و دانشگاه‌ها
2. تشکیل موارد استفاده و اهداف عملکردی (KPIs) برای نسل جدید
3. پیشنهادات فنی و آزمایش‌های میدانی برای اثبات مفاهیم
4. تدوین گزارش‌ها و پیشنهادات در گروه‌های کاری 3GPP
5. ادغام ویژگی‌ها در نسخه‌های استاندارد و اجرای آزمایشی توسط اپراتورها

بنابراین، آزمایش‌های میدانی مثل نمونه سئول ورودی مهمی به این چرخه هستند اما تضمین‌کننده زمان‌بندی یا فوریت استانداردسازی نیستند.

ملاحظات تجاری و مهندسی برای اپراتورها

برای اپراتورها و سازندگان تجهیزات، پرسش‌ اصلی اکنون دربارهٔ مصالحه‌هاست. چند پورت آنتن باید مستقر شود، و در کجا؟ آیا اپراتورها می‌توانند X‑MIMO را در اشغال فعلی دکل‌ها قرار دهند و همچنان به سود برسند؟ آیا دستگاه‌ها سرانجام می‌توانند از تعداد بیشتری جریان موازی بهره‌مند شوند بدون آنکه عمر باتری به‌شدت کاهش یابد؟ این‌ها پازل‌های مهندسی هستند که پیامدهای تجاری دارند.

مطلب مرتبط

ادامه مطلب

آزمایش سامسونگ با X‑MIMO روی باند 7 گیگاهرتز؛ گامی به سوی 6G

مقدمه اگر فکر می‌کردید «6G» تنها یک اصطلاح تبلیغاتی در اتاق جلسات است، آزمایش اخیر سامسونگ...

هزینه، فضا و طراحی سایت

عوامل اقتصادی و عملیاتی که باید در نظر گرفته شوند شامل موارد زیر است:

• افزایش هزینه سخت‌افزار و پردازش برای پشتیبانی از صدها عنصر آنتنی
• مصرف انرژی بالاتر ایستگاه‌های پایه مجهز به پردازش X‑MIMO
• نیاز به بهینه‌سازی حرارتی و مکانی برای نصب آنتن‌های چگال‌تر
• تطبیق با قوانین محلی در مورد نصب تجهیزات و استفاده از طیف

تعدیل این پارامترها برای رسیدن به تعادل لازم بین ظرفیت، پوشش و هزینه، کلید پذیرش تجاری است.

پیچیدگی‌های طراحی دستگاه‌ها

برای اینکه مزایای X‑MIMO به کاربران نهایی برسد، دستگاه‌های موبایل باید بتوانند از جریان‌های موازی بیشتر بهره ببرند. این نیازمند پیشرفت‌های زیر است:

• معماری RF پیشرفته‌تر در گوشی‌ها با پشتیبانی از چندین آنتن فیزیکی
• الگوریتم‌های کدینگ و پردازش سیگنال کم‌مصرف برای مدیریت چند جریان همزمان
• بهینه‌سازی مصرف انرژی در حالت‌های چندجریانی تا از کاهش شارژ باتری جلوگیری شود

بدون تکامل هماهنگ در سمت دستگاه، مزایای شبکه‌های متراکم آنتنی تا حدی محدود خواهند بود.

اهمیت آزمایش‌های میدانی و داده‌های عملی

آزمایش‌های بیرونی اهمیت دارند چرا که پژوهش را از محیط‌های شبیه‌سازی شده به دنیای واقعی می‌آورند. در محیط فیزیکی، عواملی مانند بازتاب از سطوح ساختمان، تداخل از سایر سایت‌ها، و تغییرات جوی اثرات مهمی بر عملکرد دارند. داده‌های حاصل از این آزمون‌ها به شکل‌گیری طراحی آنتن، تنظیم beamforming، و توسعه الگوریتم‌های تخصیص منابع کمک می‌کند.

نمونه‌برداری از محیط واقعی

مواردی که آزمایش میدانی می‌تواند روشن سازد عبارتند از:

مطلب مرتبط

ادامه مطلب

افزایش سرعت اینترنت خانگی: روش های مؤثر برای بهینه سازی شبکه وای فای

افزایش حداکثری سرعت اینترنت خانگی: راهکارهای عملی برای بهینه‌سازی شبکه وای‌فای آیا سرعت پایین وای‌فای باعث...

• چگونگی رفتار آرایه‌های آنتن متراکم در برابر انعکاس‌های شهری
• اثرات فاصله و زاویه دید در نرخ‌های واقعی دریافت
• پاسخ سیستم به شرایط متغیر ترافیک کاربری و تجمع‌های لحظه‌ای
• نیازهای واقعی نرم‌افزاری برای پردازش سیگنال و مدیریت تداخل

در نتیجه، انجام آزمایش‌های متعدد در محیط‌های شهری، حومه‌ای و صنعتی برای درک کامل ظرفیت‌های ۶G حیاتی است.

پیامدها برای معماری ۶G و پژوهش‌های آینده

این تجربه سئول یک نشانه قوی است که معماری‌های آینده ممکن است بیش از پیش بر کارایی فضایی تمرکز کنند، یعنی استفاده بهتر از آنچه در فضا (آرایه‌های آنتنی و جداسازی مکانی) می‌توان به‌دست آورد، در کنار بهره‌گیری از طیف. ترکیب آرایه‌های بزرگ، باند میانی مانند ۷ گیگاهرتز و عملیات چندجریانی می‌تواند نقشه راهی به‌سمت ۶G را روشن کند که ظرفیت بلاواسطه و پوشش قابل قبول را همزمان دنبال می‌کند.

ترکیب با فناوری‌های تکمیلی

۶G احتمالا مجموعه‌ای از فن‌آوری‌ها را ترکیب خواهد کرد تا اهداف عملکردی بالاتری فراهم آورد. این فناوری‌ها عبارتند از:

• شبکه‌های هوش مصنوعی محور برای بهینه‌سازی تخصیص منابع و beamforming
• استفاده از موج‌های میلی‌متری و حتی تراهرتز در ترکیب با باندهای میانی
• پشتیبانی از ارتباطات ماشین به ماشین با کیفیت سرویس تعیین‌شده (QoS)
• یکپارچه‌سازی بهتر بین شبکه‌های سلولی، فرکانس‌های ماهواره‌ای و شبکه‌های خصوصی

در این چشم‌انداز، X‑MIMO یکی از ابزارهای کلیدی در جعبه‌ابزار تکنولوژیک خواهد بود، اما نه تنها ابزار.

نتیجه‌گیری و چشم‌انداز

برای اپراتورها و سازندگان تجهیزات، این لحظه‌ یک پرسش و یک فرصت ارائه می‌دهد: تا چه اندازه باید آنتن‌ها را متراکم‌تر کنید و چگونه مزایای بالقوه را به کاربران واقعی تبدیل کنید؟ آیا سرمایه‌گذاری در سخت‌افزار و توسعه دستگاه‌ها همگام با الزامات بازار پیش می‌رود؟

آزمایش‌هایی شبیه به این فصل آغازین هستند، نه پایان. آن‌ها هم‌زمان پیشرفت را نشان می‌دهند و پرسش‌های جدیدی مطرح می‌کنند. انتظار داشته باشید که در آینده آزمایش‌های بیرونی بیشتری با تمرکز بر باندهای میانی انجام شود و مسیر تکامل ۶G به‌صورت آهسته و پیوسته روشن‌تر شود—با بهبودهای فنی، تغییرات در الزامات استانداردسازی و پیامدهای تجاری که تعیین‌کننده نحوه ورود ۶G به شهرها و نواحی مسکونی خواهد بود.

مطلب مرتبط

ادامه مطلب

سامسونگ و همکاری جهانی برای شکل دهی نسل ششم شبکه ها

سامسونگ در حال تشدید تلاش‌ها برای توسعه ارتباطات 6G است و با اپراتورها و شرکت‌های فناوری...

نکات کلیدی برای پیگیری

• توسعه آنتن‌های متراکم و الگوریتم‌های شکل‌دهی پرتو یک عامل تعیین‌کننده در ظرفیت شبکه‌های آینده است.
• باند ۷ گیگاهرتز می‌تواند تعادل میان پهنای باند و پوشش را بهتر برقرار کند، اما نیاز به ارزیابی‌های میدانی گسترده دارد.
• ادغام فناوری‌های نرم‌افزاری مانند هوش مصنوعی در عملیات شبکه می‌تواند کارایی X‑MIMO را بهبود دهد.
• پذیرش تجاری مستلزم تطابق همزمان سمت شبکه و سمت دستگاه است تا مزایا برای کاربران نهایی ملموس شود.

در کل، آزمایش سئول نمونه‌ای از جهت‌گیری پژوهش برای نسل بعدی ارتباطات است: حرکت به سمت بهره‌برداری مؤثرتر از فضای فیزیکی با هدف افزایش ظرفیت واقعی و متوازن‌سازی پوشش. پیگیری نتایج آزمایش‌های بیشتر و ورود این دستاوردها به فرایند استانداردسازی 3GPP مشخص خواهد کرد که ۶G چگونه و چه زمانی به کاربران خدمات خواهد داد.