دانلود مقاله نقش ضروری ارتباطات 6G با دیدگاه صنعت 4.0

چکیده
     کشور های متحد هدفی را برای رسیدن به پایداری تا سال 2030 از نظر اجتماعی،اقتصادی و زیست محیطی تعیین کرده اند. ثابت شده است که دیجیتالی شدن یک رویکرد مهم برای رسیدن به هدف پایداری است. همراه با دیجیتالی شدن و صنعت 4.0، همچنین مطزح شد که ارتباطات 6G برای کاهش انتشار کربن، مدیریت موثر منابع طبیعی و... مفید است. بر اساس این انگیزه، این اولین مطالعه ای است که سعی در ارائه اهمیت ارتباطات 6G از دیدگاه صنعت 4.0 دارد. فناوری های بنیادی ارتباطات بی سیم 6G در لایه فیزیکی مورد تاکید قرار گرفته است،همچنین فناوری های توانمند سازی صنعت 4 برای ارتباطات 6G همراه با جزئیات مورد بحث قرار می گیرند. توصیه ها و چالش ها برای مسیرهای آینده مورد بحث قرار می گیرند. 6G برای ارتباطات مدار پایین زمین (LEO) و عملیات مرکز داده برای گره های شبکه 6G، و شبکه 6G با محاسبات هوایی، توصیه های ارائه شده در این مطالعه است. نوآوری این مطالعه این است که جنبه پایداری، چشم انداز شبکه 6G با فناوری های اساسی و صنعت 4.0 را با جزئیات یکپارچه کرده و مورد بحث قرار می دهد. توصیه‌ها و چالش‌های ارائه‌شده در این مطالعه، محققان را به انجام این مطالعه برای تحقیقات آینده در پیاده‌سازی ارتباطات 6G  برای دستیابی به پایداری با صنعت 4.0 تشویق می‌کند.

مقدمه
     در حال حاضر جهان به منظور دستیابی به پایداری تا سال 2030 ،به سمت هوشمند سازی و دیجیتالی شدن در حال حرکت است.ارتباطات موبایلی و بیسیم نقش مهمی را در استقرار زیرساخت دیجیتالی و انعطاف پذیر دارند.که در آن انتقال سریع اطلاعات با حفظ امنیت و قابلیت اطمینان صورت می گیرد.ارتباطات موبایلی می تواند با فراهم کردن زیرساخت های لازم و دسترسی به خدمات دیجیتالی که توسعه،کارایی و توسعه پایدار را تشویق می کند،به دستیابی کشور های متحد به اهداف توسعه پایدار کشور ها کمک کند.جدا از فناوری،ارتباطات موبایلی توانایی آشکاری را برای کمک مستقیم به اهداف توسعه پایدار کشور های متحد با تصدیق ظرفیت دیجیتالی و توانمند سازی اجتماعی فرهنگی دارند[1]. 9 هدف توسعه پایدار برای ایجاد زیرساخت انعطاف پذیر،ترویج صنعتی شدن پایدار و تقویت نوآوری وجود دارد. به منظور ایجاد زیرساخت های انعطاف پذیر با فناوری های صنعت 4.0، آنها به فناوری های پیشرفته ارتباطات بی سیم نیاز دارند. ارتباطات موبایلی  بی سیم سریع ترین رشد خود را در تاریخ از 1G به 5G تجربه می کند (شکل 1). این کار با ارتباطات موبایلی 1G آغاز شد که یک سیستم تلفن همراه آنالوگ بود که در ایالات متحده توسعه یافته بود.و تلفن همراه نوردیک (Nordic) در اروپا توسعه یافته بود[2]. این اولین سرویس تماس ارائه شده در سال 1980 است. پس از اینکه سیستم تلفن همراه 1G با یک سیستم تلفن همراه دیجیتال جایگزین شد، 2G یک سیستم ارتباطی بی سیم مبتنی بر دسترسی چندگانه تقسیم زمانی (TDMA) است که ظرفیت بیشتری نسبت به سیستم فراهم می کند و از معماری GSM استفاده می کند که خدماتی را به حدود یک میلیارد کاربر ارائه می دهد و بسیاری از ویژگی های دیگر.پس از آن زمانیکه 3G معرفی شد،.یک تغییر عظیم در فناوری ارتباطات موبایل بود.
     سیستم 3G مبتنی بر دسترسی چندگانه تقسیم کد (CDMA-2000) ،دسترسی چندگانه تقسیم کد همگام تقسیم زمانی (TD-SCDMA) و دسترسی چندگانه تقسیم کد باند پهن (WCDMA) بود. اینها فناوری های استاندارد 3G برای شبکه های سلولی هستند. CDMA-2000محدوده داده های 2Mbps تا 114Mbps را پشتیبانی می کند.WCDMA یک استاندارد برای شبکه های بیسیم است که هم داده و هم صدا را با نرخ داده بالای 384Kbps پشتیبانی می کند.TD-SCDMA تقسیم زمانی دو طرفه است که در چین توسعه یافته بود.شبکه های تکاملی بلند مدت (LTE) در دسامبر سال 2009 راه اندازی شدند{3] که بعنوان ارتباطات بیسیم 4G شناخته می شوند.شبکه های 4G مبتنی بر تکنیک های مالتی پلکس (multiplexing) تقسیم فرکانس متععامد (OFDM) و چند ورودی چند خروجی(MIMO) است[4].

نتیجه گیری
     در سناریوی فعلی، اهداف  توسعه پایدار تعیین شده توسط ملل متحد باید تا سال 2030 برای آینده ای بهتر با پایداری از نظر زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی محقق شود. فناوری‌های صنعت 4.0 می‌توانند پایداری را همراه با ادغام ارتباطات 6G بدست آورند و همچنین زیرساخت‌ها را با نوآوری تقویت می‌کنند. بر اساس حقایق فوق، این مطالعه تلاشی برای ارائه مطالعه شبکه 6G است که منجر به پیشرفت در صنعت 4.0 می شود. به دنبال آن، این مطالعه الزامات بالقوه، چشم انداز و فناوری های اساسی 6G  را مورد بحث قرار داد و همچنین فناوری های توانمند برای ارتباطات 6G مانند اینترنت اشیا، هوش مصنوعی لبه، داده های بزرگ، پهپاد،زنجیره بلوکی و دوقلوی دیجیتال را مورد بحث قرار داد. در نهایت، مقاله جهت‌گیری‌ها و چالش‌های آینده در ارتباطات 6G را با تمایل به صنعت 4.0 ارائه می‌کند.توصیه ها برای مسیر های آینده عبارتند از: 6G برای ارتباط مدار پایین زمین،6G برای عملیات مرکز داده برای گره های شبکه 6G ،ادغام زنجیره بلوکی و هوش مصنوعی با 6G برای کاربرد های واقعیت مجازی و شبکه 6G آینده با محاسبات هوایی. سرعت داده فوق العاده بالا و کار شبکه 6G بر روی پدیده های شبکه سه بعدی مسیرهای آینده هستند و سخت افزار پیچیده و ناهمگن و مدیریت منابع طیف و تداخل چالش هایی هستند که در تجزیه و تحلیل شناسایی شده اند. نوآوری این مطالعه بر اساس تجزیه و تحلیل مقایسه ای مورد بحث قرار می گیرد، زیرا مطالعات کمی وجود داشته است که بر مفهوم صنعت 4.0 و پایداری با ارتباطات 6G متمرکز شده باشد. این اولین تلاش برای ترکیب و بحث در مورد جنبه پایداری، فناوری های اساسی و چشم انداز شبکه 6G با صنعت 4.0 است. توصیه‌ها و چالش‌های ارائه‌شده در این مطالعه، پژوهشگران را به انجام این مطالعه برای تحقیقات آتی در پیاده‌سازی ارتباطات 6G برای دستیابی به پایداری با صنعت 4.0 علاقه مند می سازد.

Abstract

     The united nations have set a target of meeting sustainability by 2030 in terms of social, economic, and environmental. Digitalization has proven to be a significant approach to meeting the goal of sustainability. Along with digitalization and Industry 4.0, it was also stated that 6G communication is beneficial for lowering carbon emissions, effective management of natural resources, etc. Based on this motivation, this is the first study to attempt to present the significance of 6G communication from the perspective of Industry 4.0. The fundamental technologies of 6G wireless communications at the physical layer are emphasized, and also discussed enabling technologies of Industry 4.0 for 6G communication in detail. The recommendations and challenges are discussed for future directions. 6G for low earth orbit (LEO) communication and data center operations for 6G network nodes, and 6G network with aerial computing are the recommendation presented in the study. The novelty of study is, it integrates and discussed the sustainability aspect, the vision of the 6G network with fundamental technologies, and Industry 4.0 in detailed. The recommendations and challenges presented in the study motivate the researchers to carry out the study for future research in implementing 6G communication for achieving sustainability with industry 4.0.

Introduction

     Currently, the world is moving towards smart and digitalization in order to achieve sustainability by 2030. Wireless and mobile communication has a major role in the establishment of resilient and digital infrastructure, where the fast transmission of information with security and reliability. Mobile communications can help to achieve the united nations’ sustainable SDGs by providing the necessary infrastructure and accessibility to digital services that encourage development, efficiency, and sustainable development. Apart from technology, Mobile communication has an evident ability to contribute directly to the UN SDGs by acknowledging digital inclusion and sociocultural empowerment [1]. SDG 9 aims to build resilient infrastructure, promote sustainable industrialization, and foster innovation. In order to build resilient infrastructure with industry 4.0 technologies, they need advanced wireless communication technologies. Wireless mobile communication is undergoing its most rapid growth in history from 1G to 5G (Fig. 1). It started with 1G mobile communication which was an analog mobile phone system developed in the U.S. and Nordic mobile telephone developed in Europe [2]. This is the first offered calling service in 1980. After that 1G cellular system was replaced by a digital mobile phone system, 2G.2G is a time-division multiple access (TDMA) based wireless communication system that provides more capacity than the 1G system and uses GSM architecture which provides services to around one billion users and many other features. After that when 3G was introduced, it was a great evolution in mobile communication technology. 3G system was based on Code division multiple access(CDMA-2000), Time division synchronous code division multiple access (TD-SCDMA) & wideband code division multiple access (WCDMA).

     These are the 3G standard technologies for cellular networks. CDMA2000 Supports data ranging from 114 Mbps to 2 Mbps. WCDMA is a 3G standard for wireless that supports both data and voice at data rates of up to 384 Kbps. TD-SCDMA is a time division duplex, that was developed in China. Long Term Evolution (LTE) networks were launched in 2009, December [3], which are known as 4G wireless communication. The 4G network, is based on orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) and multiple input multiple outputs(MIMO) techniques [4]. In a comparison of previous wireless generations, which focused completely on system capacity increment, 5G provides mobile network services from people to things, as well as from clients to upright industries.

Conclusion

     In the current scenario, the SDGs set by the united nations need to be achieved by 2030 for a better future with sustainability in terms of environmental, social, and economic. Industry 4.0 technologies can meet sustainability, along with the integration of 6G communication, and also it strengthens the infrastructure with innovation. Based upon the above facts, this study presents an attempt to present the study of the 6G Network which leads to the advancements in industry 4.0. Followed by this, the study discussed the potential requirements, vision, and fundamental technologies of 6G and also discussed the enabling technologies for 6G communication such as IoT, edge AI, big data, UAV, blockchain, and digital twin. Finally, the article presents the future directions and challenges present in 6G communication with an inclination towards industry 4.0. The recommendations for future directions are 6G for LEO communication, 6G for data center operations for 6G network nodes, an amalgamation of blockchain and AI with 6G for AR/ VR applications, and a future 6G network with aerial computing. Ultrahigh data rate, and 6G network work on 3D networking phenomena are the future directions, and the complex and heterogeneous hardware and management of spectrum resources and interference are the challenges identified in the analysis. The novelty of the study is discussed based on comparison analysis, as there have been few studies that have focused on the concept of industry 4.0 and sustainability with 6G communication. This is the first attempt to combine and discuss the sustainability aspect, fundamental technologies, and vision of the 6G network with Industry 4.0. The recommendations and challenges presented in the study motivate the researchers to carry out the study for future research in implementing 6G communication for achieving sustainability with industry 4.0.

(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)

چکیده
مقدمه
اصول مطالعه 
بررسی اجمالی 6G و فناوری کمک کننده اخیر در گرایش به صنعت 4.0
چشم انداز 6G
خدمات ارائه شده توسط 6G
نیاز فناوری های اساسی برای 6G
a)    ارتباط تراهرتز (THZ)
b)    ارتباط بیسیم نوری
c)    ارتباط موج میلی متری (mmWave)
d)    MIMO بزرگ و MIMO بسیار بزرگ                                          
فناوری های فعال برای ارتباطات 6G
a.    اینترنت اشیاء در ارتباط بیسیم 6G
b.    داده های بزرگ در 6G
c.    هوش مصنوعی لبه در 6G
d.    زنجیره بلوکی
e.    وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین(پهباد)
f.    دوقلوی دیجیتال
توصیه ها و چالش ها
a.    توصیه ها      
b.    چالش ها 
نتیجه گیری
منابع

Abstract
Nomenclature
Introduction
Methodology of the study
Overview of 6G and assisted recent technology in inclination towards industry 4.0
6G vision
Service provided by 6G
Fundamental technologies requirement for 6G
a. Terahertz communication (THz)
b. Optical wireless communication
c. Millimeter-wave (mmWave) communication
d. Massive MIMO & Ultra massive MIMO
Enabling technologies for 6G
a. IoT in 6G wireless communication
b. Big data in 6G
c. Edge AI in 6G
d. Blockchain
e. UAV
f. Digital Twin (DT)
Recommendations and challenges
a.    Recommendations
b.    Challenges
Conclusion
CRediT authorship contribution statement
Declaration of Competing Interest
Data availability
References

این محصول شامل پاورپوینت ترجمه نیز می باشد که پس از خرید قابل دانلود می باشد. پاورپوینت این مقاله حاوی 24 اسلاید و 6 فصل است. در صورت نیاز به ارائه مقاله در کنفرانس یا سمینار می توان از این فایل پاورپوینت استفاده کرد.

در این محصول، به همراه ترجمه کامل متن، یک فایل ورد ترجمه خلاصه نیز ارائه شده است. متن فارسی این مقاله در 10 صفحه (2400 کلمه) خلاصه شده و در داخل بسته قرار گرفته است.

علاوه بر ترجمه مقاله، یک فایل ورد نیز به این محصول اضافه شده است که در آن متن به صورت یک پاراگراف انگلیسی و یک پاراگراف فارسی درج شده است که باعث می شود به راحتی قادر به تشخیص ترجمه هر بخش از مقاله و مطالعه آن باشید. این فایل برای یادگیری و مطالعه همزمان متن انگلیسی و فارسی بسیار مفید می باشد.

بخش مهم دیگری از این محصول لغت نامه یا اصطلاحات تخصصی می باشد که در آن تعداد 55 عبارت و اصطلاح تخصصی استفاده شده در این مقاله در یک فایل اکسل جمع آوری شده است. در این فایل اصطلاحات انگلیسی (تک کلمه ای یا چند کلمه ای) در یک ستون و ترجمه آنها در ستون دیگر درج شده است که در صورت نیاز می توان به راحتی از این عبارات استفاده کرد.