6G Plus Digital Twin-teknologi vil fremskynde utviklingen av begge

Del denne historien!

I følge IBM er "En digital tvilling en virtuell representasjon av et objekt eller system som strekker seg over livssyklusen, oppdateres fra sanntidsdata og bruker simulering, maskinlæring og resonnement for å hjelpe beslutningstaking." Det uttrykkelige formålet med digitale tvillinger er å kontrollere den fysiske versjonen av tvillingen.

Videre vil 6G i større grad muliggjøre og lette opprettelsen av digitale tvillinger for komplekse systemer, bygninger, byer og mennesker. ⁃ TN-redaktør

Selv når utrullingen av 5G-mobilnettverk fortsetter å øke i USA og over hele verden, retter store akademiske programmer, forskningsinstitutter og kommersielle FoU-operasjoner fokuset mot dypere undersøkelser av løftet og realiseringen av 6G-teknologi. Betydelige statlige investeringer har allerede skjedd, og de forventes å øke dramatisk i løpet av de neste årene. Nasjoner jakter på en lederposisjon innen 6G for både kommersielle og militære brukstilfeller og starter tidlige utforskninger av teknologi og applikasjoner.¹

De betydelige utvidelsene som forventes i alle de vanlige beregningene for mobilkommunikasjon, inkludert kapasitet, latens, enhetstetthet, tilkoblingspålitelighet og andre teknologivekstmarkører, er godt dokumentert.² Bemerkelsesverdig er også den voksende veksten i antall og mangfold av enheter som kommer online via det raskt voksende IoT.

Selvfølgelig, for å nevne noen områder med betydelig vekst, vil disse kreve betydelige teknologiske gjennombrudd innen brikkesettdesign, antenneteknologi, ML-innebygde nettverk og sanntids maskinlæring.

Fra et bredt basert forretnings- og forbrukerperspektiv forventes imidlertid den største virkningen av 6G å være i utforming, distribusjon og utbredt bruk av en rekke nye applikasjoner som utnytter disse betydelige teknologiske gjennombruddene (se figur). Noen av applikasjonene som diskuteres inkluderer holografisk teletilstedeværelse, fjernkirurgi, utplassering av en autonom flåte av ubemannede kjøretøy og utforskning av dypt rom eller dypt hav.³

6G-teknologiens gjennombrudd vil måtte møte et konsistent, forutsigbart og krevende sett med servicenivåavtaler (SLAer) for å støtte slike forskjellige applikasjoner samtidig som de tilpasser seg et enestående nivå av systemdynamikk på en konsistent måte.

Pre-standard arbeid

Selv om de første 6G-standardene kun forventes å bli utgitt av 3GPP rundt 2028, forventes teknologiutforskning, design og integreringsarbeid fra de ledende brikkesettet, nettverksutstyret og enhetsleverandørene samt tjenesteleverandører å komme i gang betydelig tidligere. Dette leder til et viktig spørsmål: Hvordan tester vi virkningen av teknologiinnovasjoner på ende-til-ende systemnivå og deres eventuelle innvirkning på klargjøring av SLA-er på applikasjonsnivå?⁴

En relatert bekymring er å forstå og redusere eventuelle interoperabilitetsproblemer med eldre 5G og kanskje til og med LTE-infrastrukturer. Sikkerhetsaspekter forventes å være innebygd i mange av disse innovasjonene – hvordan kan disse adresseres fra et system-av-system snarere enn et komponent-nivå-perspektiv?

Digital engineering generelt, og spesifikt digitale tvillinger, tilbyr en unik mulighet til å vurdere den kombinerte effekten av disse innovasjonene på tidligere stadier av produktets livssyklus, kanskje før det er gjort betydelige investeringer for å produsere, integrere og distribuere dem i 6G-systemer. Bruken av digitale tvillinger, og potensialet til digital engineering for å forkorte produktutvikling og distribusjonslivssykluser, har fått økt oppmerksomhet.

Hvorfor digitale tvillinger?

Jeg foreslår konseptet med en 6G integrert digital-tvilling testbed, som en sammensetning av digitale tvillinger av komponenten, enheten, delsystemet og nettverkselementene, konstruert på ulike nivåer av troskap og grensesnitt ved hjelp av standard APIer. Vi kan skille en slik testbed fra andre eksisterende og foreslåtte 6G-testbed ved dens ultimate fokus på å vurdere ende-til-ende applikasjonsytelse under forskjellige driftsforhold.

Fokuset til et slikt testbed er mindre på å vurdere ytelsen eller samsvar med spesifikasjonen til individuelle komponenter. Snarere handler det om å fastslå hvordan komponenten når den er integrert i distribusjonen på systemnivå vil hjelpe til med levering av ende-til-ende SLAer.

Et vanlig spørsmål som dukker opp er hvordan digitale tvillinger skiller seg fra simulerings- eller emuleringsmodeller? En sentral diskriminator er dynamisk modellens natur som representert av en digital tvilling, som refererer til dens evne til å oppdatere tilstanden med jevne mellomrom for å etterligne den til det tilsvarende fysiske systemet som den modellerer.

For eksempel, i tilfelle av en nettverks digital tvilling, kan modellen periodisk oppdatere den modellerte trafikkflyten eller signalutbredelsesmiljøet, eller posisjonen til sender/mottakerradioene, fra det fysiske systemet. Oppdateringene kan også komme fra et AI- eller ML-system som periodisk oppdaterer attributtene for den digitale tvillingmodellen basert på kunnskap om historiske hendelser eller til og med en samling av kjøringer for å syntetisere forventet atferd.

Etter hvert som flere sensorer fortsetter å komme online via industriell IoT (IIoT), vil de gi en robust datastrøm som kan utvinnes på en intelligent måte for kontinuerlig å oppdatere de digitale tvillingene og forbedre nøyaktigheten av spådommene.

Slike testsenger vil gjøre det mulig for det brede 6G-fellesskapet å svare på en rekke kritiske spørsmål gjennom hele utviklingslivssyklusen – fra prioritering av teknologiområder til arkitektoniske avveininger, distribusjonsplanlegging, interoperabilitetshindringer og begrensninger, til vurderinger av cyberresiliens på systemnivå.

Les hele historien her ...