6G Plus Digital Twin-teknik kommer att påskynda utvecklingen av båda

Vänligen dela denna berättelse!

Enligt IBM är "En digital tvilling en virtuell representation av ett objekt eller system som sträcker sig över dess livscykel, uppdateras från realtidsdata och använder simulering, maskininlärning och resonemang för att hjälpa beslutsfattande." Det uttryckliga syftet med digitala tvillingar är att kontrollera den fysiska versionen av tvillingen.

Dessutom kommer 6G att mer fullständigt möjliggöra och underlätta skapandet av digitala tvillingar för komplexa system, byggnader, städer och människor. ⁃ TN-redaktör

Även när 5G-mobilnätverk fortsätter att öka inom USA och över hela världen, vänder stora akademiska program, forskningsinstitut och kommersiella FoU-verksamheter sitt fokus mot djupare undersökningar av löftet och förverkligandet av 6G-teknik. Betydande statliga investeringar har redan skett och de förväntas öka dramatiskt under de närmaste åren. Nationer kämpar för en ledande position inom 6G för både kommersiella och militära användningsfall och såddar tidiga utforskningar av teknik och applikationer.¹

De betydande expansioner som förväntas i alla vanliga måttenheter för cellulär kommunikation, inklusive kapacitet, latens, enhetstäthet, anslutningstillförlitlighet och andra tekniktillväxtmarkörer, är väldokumenterade.² Också anmärkningsvärt är den spirande tillväxten i antalet och mångfalden av enheter som kommer online via det snabbt växande IoT.

Naturligtvis, för att nämna några områden med betydande tillväxt, kommer dessa att kräva betydande tekniska genombrott inom chipsetdesign, antennteknologi, ML-inbäddade nätverk och maskininlärning i realtid.

Men från ett brett baserat affärs- och konsumentperspektiv förväntas den största effekten av 6G vara i utformningen, distributionen och den breda användningen av en mängd nya applikationer som utnyttjar dessa betydande tekniska genombrott (se bild). Några av de applikationer som diskuteras inkluderar holografisk telenärvaro, fjärrkirurgi, utplacering av en autonom flotta av obemannade fordon och utforskning av djupa rymd eller djuphav.³

6G-teknikens genombrott kommer att behöva möta en konsekvent, förutsägbar och krävande uppsättning servicenivåavtal (SLA) för att stödja så olika applikationer samtidigt som de anpassar sig till en oöverträffad nivå av systemdynamik på ett konsekvent sätt.

Förstandardarbete

Även om de initiala 6G-standarderna endast förväntas släppas av 3GPP runt 2028, förväntas teknikutforskning, design och integrationssatsningar från de ledande chipset-, nätverksutrustnings- och enhetsleverantörerna samt tjänsteleverantörer komma igång betydligt tidigare. Detta leder till en viktig fråga: Hur testar vi effekten av tekniska innovationer på end-to-end systemnivå och deras eventuella inverkan på tillhandahållandet av SLA:erna på applikationsnivå?⁴

Ett relaterat problem är att förstå och mildra eventuella interoperabilitetsproblem med äldre 5G och kanske till och med LTE-infrastrukturer. Säkerhetsaspekter förväntas byggas in i många av dessa innovationer – hur kan dessa hanteras utifrån ett system-av-system snarare än ett komponent-nivå?

Digital ingenjörskonst i allmänhet, och specifikt digitala tvillingar, erbjuder en unik möjlighet att bedöma den kombinerade effekten av dessa innovationer i tidigare skeden av produktens livscykel, kanske innan betydande investeringar har gjorts för att tillverka, integrera och distribuera dem i 6G-system. Användningen av digitala tvillingar, och potentialen hos digital ingenjörskonst för att förkorta produktutveckling och distributionslivscykler, har fått ökad uppmärksamhet.

Varför digitala tvillingar?

Jag föreslår konceptet med en 6G-integrerad digital tvillingtestbädd, som en sammansättning av digitala tvillingar av komponenten, enheten, delsystemet och nätverkselementen, konstruerade på olika nivåer av trohet och gränssnitt med standard API:er. Vi kan särskilja en sådan testbädd från andra befintliga och föreslagna 6G-testbäddar genom dess slutliga fokus på att bedöma end-to-end-applikationsprestanda under olika driftsförhållanden.

Fokus för en sådan testbädd är mindre på att bedöma prestanda eller överensstämmelse med specifikationerna för enskilda komponenter. Snarare handlar det om att fastställa hur komponenten, när den integreras i distributionen på systemnivå, kommer att hjälpa till med tillhandahållandet av slut-till-ände SLA.

En vanlig fråga som uppstår är hur digitala tvillingar skiljer sig från simulerings- eller emuleringsmodeller? En viktig diskriminator är dynamisk modellens karaktär som representerad av en digital tvilling, vilket hänvisar till dess förmåga att uppdatera sitt tillstånd med jämna mellanrum för att efterlikna det hos motsvarande fysiska system som den modellerar.

Till exempel, i fallet med en digital tvilling i nätverket, kan modellen periodiskt uppdatera det modellerade trafikflödet eller signalutbredningsmiljön, eller positionen för sändtagarradion, från det fysiska systemet. Uppdateringarna kan också komma från ett AI- eller ML-system som regelbundet uppdaterar attributen för den digitala tvillingmodellen baserat på kunskap om historiska händelser eller till och med en aggregering av körningar för att syntetisera förväntat beteende.

När fler sensorer fortsätter att komma online via det industriella IoT (IIoT), kommer de att tillhandahålla en robust dataström som kan brytas intelligent för att kontinuerligt uppdatera de digitala tvillingarna och förbättra noggrannheten i dess förutsägelser.

Sådana testbäddar kommer att göra det möjligt för det breda 6G-communityt att svara på en mängd kritiska frågor under hela utvecklingscykeln – från prioritering av teknikområden till arkitektoniska avvägningar, utbyggnadsplanering, interoperabilitetshinder och begränsningar, till bedömningar av cyberresiliens på systemnivå.

Läs hela historien här ...