एआई एक नेटवर्क नियंत्रण प्रणाली विकसित करने की सेवा करेगा जो न केवल समस्याओं का पता लगाता है और प्रतिक्रिया करता है, बल्कि भविष्यवाणी भी कर सकता है और उनसे बच सकता है।

जबकि कई यूरोपीय राज्य वर्तमान में 5 वीं पीढ़ी के मोबाइल संचार स्थापित कर रहे हैं, वैज्ञानिक पहले से ही इसके अनुकूलन पर काम कर रहे हैं। हालांकि 5G अपने पूर्ववर्तियों से कहीं बेहतर है, यहां तक कि नवीनतम मोबाइल संचार मानक में अभी भी सुधार की गुंजाइश है: विशेष रूप से शहरी क्षेत्रों में, जहां उत्सर्जक और ट्रान्सीवर के बीच दृष्टि की सीधी रेखा मुश्किल है, रेडियो लिंक अभी भी मज़बूती से काम नहीं करता है। हाल ही में शुरू की गई ईयू परियोजना ARIADNE के भीतर, ग्यारह यूरोपीय साझेदार शोध कर रहे हैं कि उच्च आवृत्ति बैंड और कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग करके "5G से परे" एक उन्नत सिस्टम आर्किटेक्चर कैसे विकसित किया जा सकता है।

5G का एक प्रमुख लाभ इसकी उच्च आवृत्तियों और इसके परिणामस्वरूप इसकी उच्च संचरण दर है, जो लगभग विलंबता-मुक्त कनेक्शन और तेजी से डेटा हस्तांतरण सुनिश्चित करता है। हालांकि, उच्च आवृत्तियों को एक निर्देशित प्रणाली की आवश्यकता होती है, जो ज्यादातर मामलों में दृष्टि की एक पंक्ति (एलओएस) पर निर्भर करती है। इसका मतलब है कि ट्रांसमीटर और रिसीवर को एक दूसरे को देखने में सक्षम होना चाहिए। दुर्भाग्य से, एलओएस सिद्धांत कनेक्शन की समस्याओं को जन्म दे सकता है, खासकर शहरी और भारी रूप से विकसित क्षेत्रों में।

स्थानीय 5G नेटवर्क में इन कनेक्शन समस्याओं के लिए जिम्मेदार मुद्दों में से एक रद्द करने वाला प्रभाव है। यह प्रभाव तब होता है जब एक सिग्नल LOS कनेक्शन पर प्रसारित होता है और साथ ही प्रतिबिंब के माध्यम से कॉपी किया जाता है। प्रतिलिपि एलओएस से सिग्नल को ओवरराइड करती है और इसे रद्द कर देती है। परिणाम: सिग्नल रिसीवर तक नहीं पहुंचता है। नॉन-लाइन ऑफ़ विज़न (NLOS) के माध्यम से यह मल्टीपाथ प्रचार 5G के लिए एक समस्या बना हुआ है, जैसा कि इसके पूर्ववर्ती 4G के साथ हुआ था। इस कारण से, ARIADNE का मुख्य उद्देश्य एलओएस और एनएलओएस परिदृश्यों के बेहतर नियंत्रण के लिए नई अवधारणाओं का विकास है, जिससे मोबाइल संचार लिंक की विश्वसनीयता में व्यापक सुधार हो सके।

5 जी की उच्च दक्षता और विश्वसनीयता
ईयू प्रोजेक्ट, 5 जी दीर्घकालिक विकास के लिए "आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस एडेड डी-बैंड नेटवर्क" शीर्षक के साथ पांच देशों के अनुसंधान और उद्योग के भागीदारों को एक साथ लाता है। इसका उद्देश्य डी-बैंड (130-174,8 गीगाहर्ट्ज़) में आवृत्तियों के आधार पर ऊर्जा-कुशल और विश्वसनीय मोबाइल संचार लिंक विकसित करना है। 30 से अधिक गीगाहर्ट्ज के अपने एकत्रित बैंडविड्थ के साथ, डी-बैंड तेजी से डेटा ट्रांसमिशन के लिए पूरी तरह से अनुकूल है। हालाँकि, इस नए उपयोग किए गए बैंड को कई उप-बैंडों में विभाजित किया गया है और इसके लिए पहले उपयोग किए गए सिस्टम आर्किटेक्चर और संबंधित नेटवर्क नियंत्रण के अनुकूलन की आवश्यकता है।

ARIADNE का उद्देश्य एक उच्च स्तरीय रेडियो आर्किटेक्चर और कृत्रिम बुद्धिमत्ता पर आधारित एक नए नेटवर्क प्रोसेसिंग कॉन्सेप्ट को मिलाकर एक बुद्धिमान संचार प्रणाली "5G से आगे" बनाना है। 2022 तक, परियोजना कंसोर्टियम ने लगभग 100 शून्य अक्षांश पर 2020 Gbit / s रेंज में अत्यंत उच्च डेटा दरों के साथ एक रेडियो लिंक को महसूस करने और प्रदर्शित करने की योजना बनाई है। यूरोपीय संघ, क्षितिज XNUMX कार्यक्रम के हिस्से के रूप में परियोजना का समर्थन करता है। ARIADNE तीन प्रमुख अनुसंधान क्षेत्रों पर केंद्रित है: हार्डवेयर घटकों का विकास, मेटासर्फफेस का अनुसंधान और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस या मशीन लर्निंग के आधार पर नेटवर्क नियंत्रण का अनुकूलन।

एक विश्वसनीय डी-बैंड कनेक्शन के लिए उपकरण
Fraunhofer IAF हार्डवेयर घटकों के विकास के लिए उच्च आवृत्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में अपनी विशेषज्ञता का योगदान देता है: पार्टनर्स के साथ मिलकर, फ्रीबर्ग वैज्ञानिक डी-बैंड (139-174,8 गीगाहर्ट्ज) में संचार के लिए नई रेडियो तकनीक विकसित कर रहे हैं। "हमारा ध्यान सबसे अधिक वर्णक्रमीय दक्षता वाले नए रेडियो मॉड्यूल के विकास पर है जो आवृत्ति विविधता को भुनाने और नेटवर्क में अनुकूलन के लिए एक नियंत्रण इंटरफ़ेस प्रदान करता है। इस उद्देश्य के लिए, हम पहले सिलिकॉन के लिए हमारी 20 एनएम इनगास एचईएमटी तकनीक का उपयोग करेंगे। समय, "फ्राउन्होफर आईएएफ की ओर से वैज्ञानिक और परियोजना प्रबंधक डॉ। थॉमस मर्कले कहते हैं।

परावर्तक सतह
एनएलओएस कनेक्शनों में नेटवर्क की गड़बड़ी को रोकने के लिए, ARIADNE रेडियो कनेक्शनों के अनुकूलन के लिए मेटासर्फ्स और उनकी क्षमता पर शोध कर रहा है। Metasurfaces रेडियो तरंगों के लिए समायोज्य परावर्तक हैं और शहरी क्षेत्रों में नेटवर्क-प्रसंस्करण समस्याओं का मुकाबला करने के लिए लक्षित हैं। जब शहरी घाटियों में छतों और उपयोगकर्ताओं पर बेस स्टेशनों के बीच दृष्टि की कोई रेखा नहीं होती है, तो मेटासर्फ्स रेडियो तरंगों को प्रतिबिंबित करेगा और इस प्रकार दृष्टि की रेखा के बाहर प्रसार सुनिश्चित करेगा। एक केंद्रीय नेटवर्क नियंत्रण metasurfaces का प्रबंधन करेगा।

"मेटासर्फ्स की अवधारणा पहले से ही 5 जी में आंशिक रूप से उपयोग की जा रही है, लेकिन अभी तक केवल कम आवृत्तियों के लिए। रेडियो लिंक की आवृत्ति जितनी अधिक होती है, सतह पर सूक्ष्म अवरोधों को कम करना पड़ता है। इससे ऐसी संरचनाओं का उत्पादन बहुत मुश्किल हो जाता है। डी-बैंड में आवृत्तियों के लिए, "थॉमस मर्कले बताते हैं। इस कारण से, प्रोजेक्ट टीम उच्च आवृत्तियों और औद्योगिक उत्पादन दोनों के लिए उपयुक्त मेटासर्फ्स के विकास पर शोध कर रही है। फ्राउनहोफर IAF में, वैज्ञानिक तथाकथित प्रतिबिंबित सरणियों पर काम कर रहे हैं। बीम स्टीयरिंग और फ़ोकसिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले एंटेना पर ये छोटे मेटाफेसरफेस हैं।

एआई-आधारित नेटवर्क नियंत्रण
सभी मौसम की स्थिति में एक निरंतर और विश्वसनीय रेडियो लिंक प्रदान करने के लिए, नेटवर्क प्रबंधन के लिए मशीन लर्निंग और कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) विधियों का उपयोग किया जाएगा। वर्तमान में, अधिकांश मोबाइल रेडियो प्रबंधन के लिए शास्त्रीय गणितीय विधियों का उपयोग किया जाता है। ARIADNE रेडियो संचार में समस्या समाधान के लिए AI- आधारित एल्गोरिदम को नियुक्त करेगा। जबकि मशीन लर्निंग एक गहन डेटा विश्लेषण के उद्देश्य से है, एआई एक नेटवर्क नियंत्रण प्रणाली विकसित करने के लिए काम करेगा जो न केवल समस्याओं का पता लगाता है और प्रतिक्रिया करता है, बल्कि भविष्यवाणी भी कर सकता है और उनसे बच सकता है।

प्रोजेक्ट पार्टनर्स का अंतिम लक्ष्य व्यक्तिगत प्रोजेक्ट मॉड्यूल को एक परीक्षण प्रणाली में एक साथ लाना और इसकी कार्यक्षमता प्रदर्शित करना है। परियोजना के अंत में, वे दो प्रदर्शनकारियों को अपने शोध के परिणाम के रूप में प्रस्तुत करना चाहते हैं: पहले प्रदर्शनकारी को किसी भी मौसम की स्थिति में 100 Gbit / s के डेटा दर के साथ 100 मीटर से अधिक विश्वसनीय कनेक्शन प्राप्त करना चाहिए। दूसरा प्रदर्शनकर्ता प्रयोगशाला स्थितियों के तहत अवधारणा के प्रमाण के रूप में अभिप्रेत है, यह दिखाने के लिए कि कैसे एक मेटासुरफेस रेडियो प्रसारण के प्रसार की स्थिति में सुधार कर सकता है। यह प्रयोगशाला में उच्च आवृत्तियों पर मेटासर्फ्स की कार्यक्षमता को साबित करना चाहिए। इस बिंदु पर, सॉफ़्टवेयर विकास को प्रदर्शित करना चाहिए कि AI- आधारित नेटवर्क नियंत्रण प्रणाली पूरे डी-बैंड नेटवर्क पर विश्वसनीयता बढ़ा सकती है और मेटासेफ़फेस के नियंत्रण की गारंटी दे सकती है।

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