سامسونگ و Verizon شبکهٔ موبایل را به حسگر محیطی تبدیل کردند

سامسونگ و Verizon یک آزمایش ارتباطی را برای ترکیب شبکهٔ رادیویی و حس‌کردن محیط با نام ISAC در یک رویداد ورزشی بین‌المللی در تگزاس با موفقیت انجام داده‌اند. ISAC مخفف Integrated Sensing and Communication است؛ رویکردی که از سیگنال‌های شبکهٔ بی‌سیم هم برای انتقال داده و هم برای تشخیص ویژگی‌های محیط استفاده می‌کند. در این آزمایش، شبکهٔ مجازی‌شدهٔ رادیویی برای برآورد تراکم جمعیت و کمک به تشخیص ایمنی پهپاد و خودرو به کار رفت. هدف نهایی، آزمایش یکی از پایه‌های فنی شبکه‌های آینده و نشان دادن کاربردی فراتر از اتصال تلفن‌ها است.

ISAC چگونه از شبکه برای حس‌کردن استفاده می‌کند؟

ایستگاه رادیویی معمولاً سیگنال را برای ارسال و دریافت داده به گوشی می‌فرستد. وقتی این سیگنال از افراد، خودروها یا اجسام بازتاب می‌شود، ویژگی‌هایی مانند زمان رسیدن، تغییر فاز و جابه‌جایی فرکانس می‌تواند اطلاعاتی دربارهٔ محیط در اختیار شبکه بگذارد. الگوریتم می‌تواند از این تغییرات، فاصله، حرکت یا تراکم تقریبی را استنباط کند. برخلاف دوربین، این روش در تاریکی نیز قابل استفاده است و ممکن است بدون ثبت تصویر خام، دادهٔ محیطی تولید کند. با این حال، دقت آن به آرایش آنتن، پهنای باند، شکل محیط و الگوریتم پردازش وابسته است و جایگزین کامل همهٔ حسگرهای تخصصی نیست.

در رویدادهای پرتراکم، دانستن تعداد تقریبی افراد و مسیر حرکت آن‌ها برای مدیریت ایمنی مهم است. اپراتور می‌تواند ورودی و خروجی جمعیت را پایش کند، گلوگاه را تشخیص دهد و نیروهای امدادی را بهتر هدایت کند. اگر شبکه بتواند تغییرات غیرعادی را سریع گزارش دهد، زمان واکنش کاهش پیدا می‌کند. ISAC می‌تواند از زیرساختی استفاده کند که پیش‌تر برای پوشش ارتباطی ساخته شده است؛ بنابراین سازمان لازم نیست برای هر نقطه مجموعه‌ای جدا از دوربین و حسگر نصب کند. البته حساسیت داده و احتمال خطای تشخیص باید پیش از استفادهٔ عملیاتی به‌دقت ارزیابی شود.

شبکهٔ مجازی‌شدهٔ رادیویی

در شبکهٔ سنتی، بخش زیادی از پردازش رادیویی به سخت‌افزار اختصاصی وابسته است. در vRAN، اجزای شبکه روی سرورهای عمومی‌تر و نرم‌افزار اجرا می‌شوند. این جداسازی امکان می‌دهد منابع پردازشی با توجه به بار تغییر کنند و قابلیت تازه از طریق به‌روزرسانی نرم‌افزار اضافه شود. برای ISAC، مجازی‌سازی می‌تواند ادغام پردازش سیگنال، تحلیل داده و مدیریت شبکه را ساده‌تر کند. اما سرور عمومی باید زمان‌بندی بسیار دقیق و تأخیر پایین را حفظ کند؛ تأخیری که در یک برنامهٔ اداری قابل قبول است، ممکن است در پردازش رادیویی کیفیت اتصال را پایین بیاورد.

اجرای هم‌زمان ارتباط و حس‌کردن، رقابت بر سر منابع ایجاد می‌کند. شبکه باید تعیین کند چه بخشی از ظرفیت سیگنال برای ارسال داده و چه بخشی برای اندازه‌گیری محیط مصرف شود. در ورزشگاه یا محل رویداد، تعداد گوشی‌ها ناگهان زیاد می‌شود و نیاز ارتباطی بالا می‌رود. سامانه باید بدون قربانی کردن کیفیت تماس و اینترنت، دادهٔ حسگری لازم را تولید کند. زمان‌بندی، فشرده‌سازی و پردازش لبه‌ای می‌تواند بخشی از این فشار را کم کند. هرچه داده زودتر نزدیک آنتن پردازش شود، نیاز به انتقال همهٔ اطلاعات خام به مرکز داده کاهش می‌یابد.

تشخیص پهپاد و خودرو

حسگر شبکه می‌تواند برای تشخیص حرکت اشیا در اطراف محل رویداد کمک‌کننده باشد. پهپاد کوچک ممکن است با دوربین عادی در پس‌زمینه گم شود، اما تغییر بازتاب رادیویی یا الگوی حرکت آن نشانه‌ای برای سامانه ایجاد می‌کند. خودرو نیز از طریق سرعت، جهت و فاصله قابل تحلیل است. این قابلیت برای هشدار اولیه و افزایش آگاهی اپراتور ارزشمند است، اما نباید بدون تأیید چند منبع به تصمیم سختگیرانه منجر شود. باد، سازهٔ فلزی، بازتاب دیوار و ازدحام افراد می‌تواند شکل سیگنال را تغییر دهد و هشدار کاذب ایجاد کند.

برای ایمنی پهپاد، پاسخ سامانه باید سریع و قابل توضیح باشد. اپراتور باید بداند هشدار بر اساس چه الگویی صادر شده و میزان اطمینان چقدر است. اتصال آنی دادهٔ شبکه با رادار، دوربین یا اطلاعات هویتی می‌تواند دقت را بیشتر کند، اما مسئلهٔ حریم خصوصی را نیز پیچیده‌تر می‌سازد. هر دادهٔ حسگری باید برای هدف مشخص جمع‌آوری، مدت نگه‌داری محدود و دسترسی آن کنترل شود. استفاده از فناوری برای ایمنی نباید به نظارت دائمی بر افراد حاضر در رویداد تبدیل شود.

مسیر رسیدن به 6G

سامسونگ و Verizon این آزمایش را بخشی از مسیر تکامل شبکه به نسل ششم می‌دانند. 6G هنوز یک محصول نهایی و یک استاندارد واحد مصرف‌کننده نیست و بسیاری از قابلیت‌های آن در حال پژوهش و آزمون هستند. ایده‌هایی مانند حس‌کردن، ارتباط با تأخیر بسیار کم، هوش مصنوعی توزیع‌شده و اتصال دستگاه‌های فراوان در بحث‌های این نسل مطرح شده‌اند. آزمایش در محیط واقعی کمک می‌کند محدودیت‌هایی که در شبیه‌سازی دیده نمی‌شوند، زودتر آشکار شوند. نتیجهٔ یک رویداد به‌تنهایی استاندارد آینده را تعیین نمی‌کند، اما دادهٔ مهندسی ارزشمندی فراهم می‌آورد.

سامسونگ پیش‌تر در انجمن 6G خود با شرکت‌هایی مانند AWS، Nvidia، Intel و Cisco همکاری‌هایی را دنبال کرده است. حضور بازیگران مختلف نشان می‌دهد شبکهٔ آینده فقط مسئلهٔ آنتن نیست؛ رایانش ابری، تراشه، نرم‌افزار، امنیت و مدیریت داده نیز باید هماهنگ شوند. vRAN می‌تواند نقطهٔ اتصال این اجزا باشد، زیرا پردازش رادیویی را به محیط نرم‌افزاری و سرور نزدیک می‌کند. در مقابل، وابستگی بیشتر به نرم‌افزار و شبکهٔ عمومی، نیاز به امنیت، آزمون و استانداردسازی را افزایش می‌دهد.

محدودیت‌های فنی و تجاری

دقت حسگری به تعداد آنتن‌ها، فرکانس، وضعیت خط دید و نوع جسم وابسته است. بدن انسان، دیوار بتنی و خودرو بازتاب‌های متفاوتی دارند، اما محیط واقعی همیشه تمیز و قابل پیش‌بینی نیست. سامانه باید میان حضور افراد، حرکت گروه و تغییرات ناشی از تجهیزات رویداد تفاوت بگذارد. مدل‌های هوش مصنوعی برای این کار به دادهٔ متنوع و برچسب‌گذاری‌شده نیاز دارند. اگر داده فقط از یک ورزشگاه یا یک آب‌وهوا آمده باشد، عملکرد در محل دیگر ممکن است پایین بیاید. کالیبراسیون و آزمون محلی جزو هزینهٔ اصلی استقرار خواهد بود.

اپراتور مخابراتی نیز باید دربارهٔ مدل اقتصادی تصمیم بگیرد. مشتری ممکن است برای اتصال پرسرعت هزینه کند، اما آیا برای دادهٔ تراکم جمعیت و ایمنی نیز قرارداد جداگانه می‌بندد؟ شهرداری، برگزارکنندهٔ رویداد و تیم امنیتی هرکدام نیاز متفاوتی دارند. اگر یک زیرساخت بتواند چند خدمت را هم‌زمان ارائه دهد، بازگشت سرمایه بهتر می‌شود. با این حال، هزینهٔ ارتقای آنتن، سرور لبه، نرم‌افزار تحلیلی و آموزش نیروها باید از ابتدا محاسبه شود. آزمایش موفق وقتی ارزش تجاری پیدا می‌کند که عملیات روزانه با هزینهٔ قابل قبول تکرار شود.

پیامد برای خدمات ارتباطی

ISAC می‌تواند تصور ما از شبکهٔ موبایل را تغییر دهد. شبکه فقط لولهٔ انتقال داده نیست و می‌تواند بخشی از آگاهی محیطی شهر، کارخانه یا سالن باشد. در کارخانه، این قابلیت برای شمارش تجهیزات و تشخیص حرکت استفاده می‌شود؛ در انبار برای ردیابی جریان بار و در رویداد برای مدیریت جمعیت. اما چنین کاربردهایی باید با قوانین حریم خصوصی، اطلاع‌رسانی به مردم و کنترل دسترسی همراه باشند. اعتماد عمومی زمانی شکل می‌گیرد که شهروند بداند چه داده‌ای جمع می‌شود و این داده برای چه مدت و چه هدفی استفاده می‌شود.

آزمایش سامسونگ و Verizon یک گام مهندسی در مسیر شبکه‌های حسگرمحور است. دستاورد آن نه فقط سرعت اتصال، بلکه ترکیب ارتباط، تحلیل سیگنال و تصمیم‌گیری نزدیک به محل حادثه است. اگر دقت، تأخیر و هزینه در آزمون‌های بیشتر قابل قبول بماند، ISAC می‌تواند به یکی از قابلیت‌های شبکه‌های آینده تبدیل شود. راه رسیدن به آن به استاندارد، امنیت، حفاظت از حریم خصوصی و همکاری میان سازندگان تجهیزات و اپراتورها وابسته خواهد بود.

تاریخ انتشار: ۲۴ شهریور ۱۴۰۵

منبع: Samsung Newsroom