Tiểu luận bức tranh tổng quan về 6g

Mạng di động 6g các kỹ thuật tiềm năng được sử dụng trong mạng di động 6g. Hình dung về cuộc sống con người chúng ta sẽ ra sao khi mạng không dây thế hệ thứ 6 được triển khai và sử dụng trong thực tế.

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ MẠNG 6G Giáo viên : PGS TS Đặng Thế Ngọc Học viên thực : Nguyễn Thị Hồng Lớp : M21CQTE01-B Hà Nội – 3/2022 Câu hỏi: - Trình bày tranh tổng quan 6G: kịch khai thác, dịch vụ mạng 6G cung cấp cho người dùng - Các công nghệ tiềm ứng dụng mạng 6G: giới thiệu khái quát công nghệ ưu điểm mà mang lại MỞ ĐẦU Mạng di động phát triển từ hệ mạng (1G) đến mạng di động không dây gần nhất/đang triển khai số nơi giới hệ mạng 5G với nhiều đặc điểm ý như: tốc độ liệu, trễ đầu cuối, độ tin cậy, hiệu sử dụng lượng, vùng phủ khả tận dụng băng thông Theo Hội viễn thơng quốc tế (ITU), mạng di động 5G có kịch sử dụng là: băng thơng rộng di động tăng cường (eMBB), thông tin liên lạc trễ thấp siêu tin cậy (URLLC) thông tin liên lạc kiểu cấu số lượng lớn (mMTC) để phục vụ cho loại dịch vụ đa dạng đáp ứng nhu cầu sống thuận lợi cho người Liên quan đến kịch cơng nghệ triển khai bao gồm Cơng nghệ sóng milimet (mmWave), công nghệ MIMO lớn (massive multiple-input multiple-output), công nghệ device-to-device (D2D) nhằm mục đích cung cấp cho người dùng chất lượng dịch vụ (QoS) tốt chất lượng trải nghiệm đồng thời nâng cao hiệu mạng Trong mạng 5G triển khai vài nơi giới thì, lĩnh vực công nghiệp học thuật người ý nghiên cứu đến mạng di động thứ (6G), cơng nghệ mạng kì vọng cung cấp dịch vụ chất lượng cao, ứng dụng xuất (như, thực tế ảo thực tế ảo tăng cường – VR/AR, phẫu thuật từ xa – remote surgery phép chiếu tương tác ba chiều – holographic projection kết nối vô hạn cho số lượng khổng lồ đầu cuối thông minh) Để đáp ứng yêu cầu đòi hỏi nghiêm ngặt xã hội thông tin liên lạc năm 2030 mạng 6G cần thiết phải cách mạng công nghệ tư với tham số kĩ thuật: tốc độ liệu siêu cao (ultrahigh data rates), tốc độ liệu đỉnh đạt 1Tb/s tốc độ liệu người dùng sử dụng 1Gb/s; độ trễ siêu thấp, nhỏ 1ms trễ từ đầu cuốiđầu cuối chí 10-100 µs; độ tin cậy siêu cao, khoảng 1-10^-9; hiệu sử dụng lượng cao bậc 1pJ/b; tính động cao, đáp ứng tốc độ lên tới 1000km/h; khả kết nối lớn, lên tới 10^7 thiết bị/km2 dung lượng lưu lượng lên tới 1Gbs/m2; băng thơng tần số rộng (ví dụ 1THz-3THz); kết nối trí thơng minh với khả trí tuệ nhân tạo (AI) Trong tiểu luận trình bày tranh tổng quan mạng di động 6G dựa khía cạnh dịch vụ mà mạng cung cấp cho người dùng, công nghệ tiềm năng, công nghệ xuất ứng dụng để phục vụ nhu cầu thông tin liên lạc thông minh người năm 2030 tương lai Nguồn tư liệu chủ yếu lấy từ video đại học Oulu “https://www.youtube.com/watch?v=T6ubRoZCeVw” Theo video: “Xã hội tương lai định hướng dựa liệu, kích hoạt kết nối khơng dây gần tức không giới hạn Việc phát triển sản phẩm, dịch vụ ứng dụng theo chiều dọc ngành cho xã hội số hóa tương lai địi hỏi cách tiếp cận đa ngành cần hình dung lại cách tạo, cung cấp sử dụng liệu dịch vụ” I BỨC TRANH TỔNG QUAN VỀ XÃ HỘI THÔNG TIN THÔNG MINH TƯƠNG LAI (TẦM NHÌN 6G NHỮNG NĂM 2030) A CÁC MẢNG CƠNG NGHỆ CHÍNH RADIO: Truyền thơng vơ tuyến với có mặt 6G giúp cho trễ thời gian thực thấp (Low-latency real time) tốc độ truyền dẫn điểm biên (cạnh) siêu nhanh (Ultra-fast Edge) IOT: internet of thing với đóng góp SUPER IOT giúp cho việc khai thác dựa khả tương tác cảm biến (Interoperability Sensing Based OPS) loại thiết bị kết nối với (Connected devices) ANALYTICS: Kỹ thuật phân tích phát triển đến DATA AI (Dữ liệu trí tuệ nhân tạo) cho phép thiết bị có kết luận sâu sắc từ liệu tình theo bối cảnh (Insight from Data Situation Context) Từ có hành động thơng minh cho thiết bị (Smart Operation) Các ứng dụng công nghệ phổ biến: 1.Intelligent personal edge: ứng dụng biên cá nhân thơng minh, giao diện hình chiếu tăng cường thể người (Augmented projection interfaces physical to) Dưới dạng tế bào chiếu thông minh, gắn thể người (trong lòng bàn tay) hứa hẹn thay điện thoại thông minh Các tế bào thơng minh ngồi thực chức điện thoại thơng minh, cịn theo dõi thông số sức khỏe cho người Các giao diện kết nối tới dịch vụ phân tích sức khỏe mang tính chất kết hợp mạng (Cyber fusion health analytics services) Để thực ứng dụng cần dựa sở công nghệ: Personalized AI (Trí tuệ nhân tạo cá nhân hóa); Projection interface (giao diện hình chiếu); Cross-service Architectures (Các cấu trúc dịch vụ chéo); Wireless multiaccess Connectivity (Kết nối đa truy cập khơng dây) Ví dụ ứng dụng tự chăm sóc sức khỏe tự động (đo thơng số máu,…) dựa công nghệ: Machine learning (Máy học), Cyber-Security (An ninh không gian mạng), Edge Analytics (Phân tích biên), Sensor Fusion (cơng nghệ hợp cảm biến) Blockchain Trong cơng nghệ cảm biến đến hợp trí tuệ nhân tạo (Sensor to AI Fusion) với đặc tính: Ambient sensing intelligence (Thơng minh cảm nhận môi trường xung quanh), Scanning Health Indicators (quét số sức khỏe), Smart Clothing and environment (quần áo môi trường thông minh) Các thiết bị siêu chức hóa (Super-functional product): với đặc điểm cơng nghệ thiết kế đa chiều hóa (Multidimensional Design Technologies), Kỹ thuật phân tích biên điện tử (Electronics and edge analytics) vật liệu chức hóa (functional materials) Các sản phẩm cấu hình nhanh chóng (On- the-fly configuration), Product Gamification (trị chơi hóa sản phẩm), internet of things (internet vạn vật) and Hologram UIs (Giao diện người dùng ảnh ba chiều) 2.Smart materials: Vật liệu thơng minh Các vật liệu thơng minh có đặc điểm sau: Các sản phẩm điện tử in (Printed Electronics Products) Các cảm biến giao diện người dùng tùy chỉnh (Customizable UIs and Sensors) Các sản phẩm có tính cá nhân hóa (Personalization) Có thiết kế IOT 3D (3D IOT Design) Cảm biến tăng cường (Augmented Sensing) Các vật liệu có khả tái sử dụng (Reusable Materials) Điện tử in sản phẩm (Printed electronics) B.CÁC KỊCH BẢN SỬ DỤNG VÀ CÁC DỊCH VỤ 6G CUNG CẤP Kịch Mobility as a service – Di chuyển dịch vụ - Có đặc điểm sau: Thông tin liên lạc sở hạ tầng đối tượng (Objects and Infrastructure communication) Quản lý tính an tồn thực tự chủ (Autonomous Safty Management) Có hướng dẫn giao thơng (Logistics Guidance) - Dựa kỹ thuật sở hạ tầng: Sự kết nối đa sóng cao tần khơng dây (Wireless Multi-Radio Connectivity) Kỹ thuật phân tích luồng liệu (Stream Analytics) IOT đa đối tượng (Multi-Object IOT) Kỹ thuật điện toán biên (EDGE Computing) - Các ứng dụng khác: + Personalized Surfaces: Giao diện cá nhân hóa nhờ: Printed electronics fused with IOT: Điện tử in hợp với IOT AI and Wireless services offering: Cung cấp dịch vụ không dây AI Contextual Applications: Các ứng dụng theo ngữ cảnh Các kỹ thuật ứng dụng: Consent Management: Quản lý đồng ý Context Processing: Xử lý ngữ cảnh Edge Computing: Điện toán biên Smart Surface : bề mặt thông minh Smart city services (Dịch vụ thành phố thơng minh) - Có đặc điểm sau: AI Observing and Catering Services (Dịch vụ theo dõi vận chuyển dựa AI (Trí tuệ nhân tạo)) Management of entire city logistics (Quản lý hậu cần toàn thành phố) Sentient Safety and Comfort (Tâm lý an toàn thoải mái) - Dựa kỹ thuật sở hạ tầng viễn thông sau: Massively scalable systems: Hệ thống có khả mở rộng lớn Artificial intelligence: Trí tuệ nhân tạo Internet of things: Internet vạn vật Cyber-security: An ninh mạng Tòa nhà nhận thức – ngữ cảnh (Context-aware Buildings) - Với đặc điểm: Communication Between Elements and Activity: Liên lạc thành phần tòa nhà hoạt động tòa nhà Human UI Through AI Interfaces: Giao diện người dùng thông qua giao diện AI Active building elements: Các yếu tố động tòa nhà - Dựa kỹ thuật sở hạ tầng: Infrastructure IOT: sở hạ tầng internet vạn vật Ubiquitous sensing: Cảm biến phổ biến Distributed Identity: Nhận dạng phân tán Embedded Intelligence: Kỹ thuật nhúng thơng minh Ví dụ: Thang máy với elements active Multi-object tracking (Theo dõi đa đối tượng) - Đặc điểm: Liên kết IOT lập trình Kết nối biên Các mạng cảm biến - Các kĩ thuật Consent Management Swarm Analytics: Kỹ thuật phân tích bầy đàn Cyber-Security: An ninh mạng Blockchain BIO-CYBERNETIC IDENTITY (Nhận dạng sinh học) - Đặc điểm: Identity Critical Service Architectures: Kiến trúc dịch vụ nhận dạng đặc điểm quan trọng Sensing Based Machine Learning: Học máy dựa cảm biến Distribution of Trust: Phân phối niềm tin - Các kĩ thuật: Context Processing: Xử lý ngữ cảnh Machine Learning: Học máy Cyber-Identity: Nhận dạng không gian mạng Biometrics: Sinh trắc học Autonomous port (Cảng biển tự hành) - Đặc điểm: Logistics of people and goods: Vận tải người hàng hóa Swarm-based operations: Vận hành dựa kĩ thuật bầy đàn Collaborative Mobility: Cơ động hợp tác - Các kĩ thuật ứng dụng: Wireless Internet of Things: Internet vạn vật không dây System Interoperability: Khả tương tác hệ thống Data Patterns Analytics: Kỹ thuật phân tích mẫu liệu Stream Analytics: Kỹ thuật phân tích luồng liệu Smart Transportation – Smart Screens (Màn hình thơng minh – Vận tải thông minh) - Đặc điểm Programmable Augmented Materials: Các vật liệu tăng cường có khả lập trình Context-aware Content Production: Sản phẩm nội dung nhận thức theo ngữ cảnh Preference-based User Experiences: Cung cấp trải nghiệm cho người dùng dựa sở thích - Các kĩ thuật Multi-Channel Connectivity: Kết nối đa kênh Printed Electronics: Kỹ thuật in điện tử Context-Aware IOT: IOT nhận thức theo ngữ cảnh Smart Surface: Bề mặt thông minh Khi hồn thiện cơng nghệ mạng khơng dây hệ thứ (5G) đồng sáng tạo công nghệ mạng di động 6G II CÁC CÔNG NGHỆ TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG TRONG MẠNG KHƠNG DÂY 6G AI: Trí tuệ nhân tạo Hiện AI nghiên cứu, phát triển, triển khai nghiên cứu lẫn sống, nhiên bước đầu Với mạng 6G AI cho công nghệ then chốt phép kích hoạt mạng di động thơng minh Với bước tiến Trí tuệ nhân tạo cá nhân hóa hay Học máy dựa cảm biến… Ưu điểm AI 6G: Khả phân tích mạnh mẽ, khả học hỏi tối ưu hóa, nhận dạng thông minh ứng dụng 6G để thực tối ưu hóa hiệu suất thơng minh, khám phá kiến thức, học tập tinh vi, đưa cấu trúc tổ chức định phức tạp Hình: Cấu trúc tổ chức kích hoạt AI mạng 6G thơng minh Từ hình ta thấy AI tổ chức mạng 6G với lớp gồm: lớp cảm biến thơng minh, lớp phân tích đào tìm liệu, lớp điều khiển thông minh lớp ứng dụng thông minh Lớp sát với người dùng lớp ứng dụng thông minh, ứng dụng xây dựng thành phố thông minh, Sản xuất công nghiệp thông minh, vận tải thơng minh hay chăm sóc sức khỏe thơng minh… Augmented Projection Models: Mơ hình phép chiếu tăng cường Là phần tử sử dụng hệ thống thực tế ảo Nó bao gồm mơ hình vật lý ba chiều, hình ảnh máy tính chiếu lên để tạo vật thể trơng giống thật Điều quan trọng, mơ hình vật lý có hình học giống đối tượng mà PA mô tả Smart Materials: Vật liệu thông minh Điện tử in sản phẩm (Printed electronics) Các vật liệu chức hóa (functional materials) Cross-service Architectures (Các cấu trúc dịch vụ kết nối chéo) Connectivity: Kết nối Wireless multi-access Connectivity (Kết nối đa truy cập không dây) Multi-Channel Connectivity: Kết nối đa kênh Cyber-Security (An ninh không gian mạng) Analytics: Các kỹ thuật phân tích liệu Edge Analytics (Phân tích biên) Data Patterns Analytics: Kỹ thuật phân tích mẫu liệu Stream Analytics: Kỹ thuật phân tích luồng liệu Swarm Analytics: Kỹ thuật phân tích bầy đàn Ubiquitous Sensing: Cảm biến trở nên phổ biến Cảm biến tăng cường (Augmented Sensing) Sensor Fusion (công nghệ hợp cảm biến) Blockchain 10 Hologram UIs (giao diện người dùng ảnh ba chiều) Hologram kỹ thuật cho phép ghi lại mặt sóng sau tái tạo lại mặt sóng Đây phương pháp tạo hình ảnh ba chiều thời điểm tức thời Đây sở để xây dựng giao tiếp chiều online thay họp hội nghị chiều ngày 11 Context Processing: Xử lý ngữ cảnh 12 Smart Surface : Bề mặt thông minh 13 Distributed Identity: Nhận dạng phân tán 14 Embedded Intelligence: Kỹ thuật nhúng thông minh 15 Biometrics: Sinh trắc học 16 IoT: Internet vạn vật IOT đa đối tượng (Multi-Object IOT) Context-Aware IOT: IOT nhận thức theo ngữ cảnh Infrastructure IOT: sở hạ tầng internet vạn vật III.KẾT LUẬN Bài tiểu luận trình bày cảnh nhìn tồn cảnh 6G xã hội thông tin số thông minh năm 2030 mà quan điểm “Lấy mạng làm trung tâm” thay tư “Lấy người làm trung tâm” để xây dựng nên dịch vụ, sở hạ tầng, vật liệu phục vụ cho người, nhu cầu xoay quanh người Nội dung tiểu luận không tập trung sâu vào kĩ thuật mà góc nhìn người sử dụng muốn trải nghiệm dịch vụ tin cậy, an toàn, thoải mái tự chủ Một số công nghệ tiềm liên quan đa ngành đề cập tới, cịn nhiều hạn chế có nội dung nêu tên Theo đó, làm sở định hướng tiếp tục nghiên cứu, sáng tạo thêm nhu cầu, dịch vụ tương lai  ...Câu hỏi: - Trình bày tranh tổng quan 6G: kịch khai thác, dịch vụ mạng 6G cung cấp cho người dùng - Các công nghệ tiềm ứng dụng mạng 6G: giới thi? ??u khái quát công nghệ ưu điểm mà... dụng liệu dịch vụ” I BỨC TRANH TỔNG QUAN VỀ XÃ HỘI THƠNG TIN THƠNG MINH TƯƠNG LAI (TẦM NHÌN 6G NHỮNG NĂM 2030) A CÁC MẢNG CƠNG NGHỆ CHÍNH RADIO: Truyền thơng vơ tuyến với có mặt 6G giúp cho trễ thời... 10^7 thi? ??t bị/km2 dung lượng lưu lượng lên tới 1Gbs/m2; băng thông tần số rộng (ví dụ 1THz-3THz); kết nối trí thơng minh với khả trí tuệ nhân tạo (AI) Trong tiểu luận trình bày tranh tổng quan