في مجال الاتصالات المتنقلة ، شهدنا تطورات سريعة متنوعة من الجيل الأول (1G) إلى الجيل الرابع (4G) مع تحديثات مهمة في أدائها. وبالمثل ، في الوقت الحالي ، تم تطوير تقنية الجيل الخامس (5G) بعد شبكات 1G و 2G و 3G و 4G التي تعد معيارًا لاسلكيًا عالميًا جديدًا. تتيح هذه التقنية ببساطة نوعًا جديدًا من الشبكات مصممًا بشكل أساسي لتوصيل الجميع تقريبًا وكل شيء معًا مثل الأجهزة والأشياء والآلات. 5G لاسلكي تقنية الشبكات توفر زمن وصول منخفض للغاية ، وسرعات بيانات عالية تصل إلى عدة جيجابت في الثانية ، وموثوقية إضافية ، وسعة شبكة ضخمة ، وتوافر محسن ، وتجربة أكثر اتساقًا للمستخدمين. تقدم هذه المقالة قائمة موضوعات ندوة تقنية 5G اللاسلكية لطلاب الهندسة.
موضوعات ندوة التكنولوجيا اللاسلكية 5G لطلاب الهندسة
نناقش أدناه قائمة موضوعات ندوة التكنولوجيا اللاسلكية 5G لطلاب الهندسة.
الروبوتات الصناعية مع الجيل الخامس
تُستخدم الروبوتات الصناعية المزودة بتقنية 5G للتفاعل مع بيئتها في الوقت الفعلي بحيث يتم نقل كميات هائلة من البيانات على الفور. 5G هو الخيار الأفضل نظرًا لارتفاع عرض النطاق الترددي وزمن وصول أقل مقارنة بأنواع الاتصال اللاسلكي الأخرى. تُستخدم تقنية 5G اللاسلكية لجيل جديد من الروبوتات. تتجول بعض الروبوتات بحرية ويتم التحكم فيها ببساطة من خلال روابط الاتصال اللاسلكية بدلاً من روابط الاتصال السلكية من خلال الاستفادة من موارد الحوسبة وتخزين البيانات الهائلة في السحابة. لذلك في الوقت الفعلي ، يمكن التحكم في الروبوتات بدقة وتوصيلها أيضًا بالآلات والأشخاص محليًا وعالميًا.
عمليات التعدين
بشكل عام ، تواجه صناعة التعدين العديد من التحديات الصعبة باستمرار عبر المشهد الجيوسياسي لانقطاع الاقتصاد الرقمي ، مما يؤدي إلى تحسين الضغط عندما تتحسن الإنتاجية في العملية. للاستفادة من الثورة الرقمية ، تستخدم شركات التعدين 5G.
تتمتع شبكات 5G بالقدرة على توفير الفرص لصناعة التعدين مثل العمليات عن بعد والأتمتة بسبب انخفاض زمن الوصول والتغطية المحسنة والموثوقية العالية في كل مرحلة من مراحل عملياتها الصناعية. يوفر اتصالاً لاسلكيًا قويًا للغاية ويمكن الاعتماد عليه وواسع الانتشار وآمن.
مراقبة المراقبة
يجب أن تتأثر تقنية 5G بالجيل القادم من الأجهزة. لتمكين مجموعة واسعة من المنتجات والخدمات الجديدة ، فإن الموثوقية العالية والشبكات عالية السرعة والآمنة والكمون المنخفض ستعمل كبنية تحتية تدير 5G أنواعًا مختلفة من حركة مرور البيانات من الأجهزة مع مجموعة متنوعة من متطلبات الشبكة. ستتأثر الخدمات مثل المراقبة بالفيديو والمراقبة بشكل كبير حيث تعمل الصناعة على التغلب على التحديات التقنية مع تلبية التوقعات المتزايدة للمستهلكين للكاميرات.
تلبي تقنية 5G حاجة الصناعات إلى زمن انتقال منخفض واتصال آمن بالشبكة وعرض نطاق ترددي عالٍ. يجب أن تتغير حلول المراقبة والمراقبة بالفيديو من بنية قديمة إلى إطار عمل من الجيل التالي مع معالجة محلية أكثر كثافة وشبكات عالية السرعة وبنية تحتية سحابية قادرة على تحليل وتخزين كمية هائلة من البيانات المتدفقة باستخدام العديد من الأجهزة. لذلك في هذا التحول ، تلعب تقنية 5G دورًا مهمًا.
ميني 5G GPS المقتفي
ميني 5 جي GPS يحتوي جهاز التتبع على غلاف مقاوم للطقس وأيضًا حامل تثبيت من خلال المغناطيس. عندما يكون جهاز التعقب هذا قيد التشغيل ، يتم تحديث نقاط الخريطة كل دقيقتين أو كل ثماني ساعات عندما تكون الوحدة ثابتة. يتم ترتيب جهاز تعقب GPS الصغير هذا في الجيب أو حقيبة الظهر لتحديد أي مكان للمفقودين. يتم استخدام وظيفة السياج الجغرافي للحصول على بريد إلكتروني أو تنبيه دفع بمجرد أن يتحرك المتعقب بعيدًا عن منطقة معينة.
يعد جهاز تعقب GPS المصغر 5G هذا مثاليًا لمراقبة موقع الحقائب أو الأمتعة أو الطرود أو الحاويات أو حقائب الكمبيوتر المحمول. يمكن استخدام هذا الجهاز لتتبع المركبات على المدى القصير ، ومع ذلك ، هناك أجهزة تعقب ذات عمر بطارية أطول وتكون أكثر ملاءمة لعدة أيام من وقت القيادة.
تقنية الواقع المعزز
الواقع المعزز (AI) هو نسخة تفاعلية ومحسّنة لبيئة العالم الحقيقي ويتم تحقيقه من خلال الأصوات والعناصر المرئية الرقمية والمحفزات الحسية الأخرى من خلال تقنية التصوير المجسم. تُعرض أنظمة الواقع المعزز بشكل متكرر على اتصالات النطاق العريض لأنها لا توفر سوى السرعات المطلوبة لتطبيقات الواقع المعزز المختلفة. توفر تقنية الواقع المعزز مع شبكة 5G معدلات بيانات أكثر اتساقًا وأسرع وتفاعلات ضرورية بزمن انتقال منخفض للفيديو في الوقت الفعلي بتكلفة أقل.
تقطيع شبكة 5G
يسمح نوع من بنية الشبكة مثل تقطيع شبكة 5G ببساطة بتعدد إرسال الشبكات المنطقية والظاهرية المستقلة على بنية أساسية مادية مماثلة للشبكة. كل شريحة شبكة هي شبكة منفصلة من طرف إلى طرف تم تكييفها لتلبية المتطلبات المختلفة المطلوبة من خلال تطبيق معين. تقسم الشبكة يفصل الشبكة إلى اتصالات افتراضية مختلفة يمكن تعديلها لاحتياجات المرور لحالات الاستخدام المختلفة. تتطلب تطبيقات 5G المسموح بها أو المحسّنة نطاقًا تردديًا أفضل ومزيدًا من الاتصالات وزمن انتقال أقل مقارنة بالأجيال السابقة.
5G URLLC
في 5G URLLC ، يشير المصطلح URLLC اتصالات فائقة الموثوقية وذات زمن انتقال منخفض . إنه قادر على توفير موثوقية تصل إلى 99.999٪ من خلال زمن الوصول المُقاس في غضون أجزاء من الثانية مكونة من رقم واحد بناءً على متطلبات حالة الاستخدام. شديد الأهمية إنترنت الأشياء هي خدمة ناشئة حيثما تحتاج الأجهزة إلى اتصال عالي الاستجابة قد يمتد إلى مناطق جغرافية واسعة. أصبح 5G URLLC ممكنًا من خلال التطورات المختلفة عبر معيار 5G وبنية الشبكة. لذا فإن هذا التصميم الجديد يسمح ببساطة بنقل بيانات أكثر كفاءة ، ونقل أقصر عبر ناقلات فرعية أكبر ، وجدولة محسّنة خلال عمليات الإرسال المتداخلة.
القيادة الذاتية
السيارة المستقلة قادرة على استشعار محيطها وتعمل دون تدخل من البشر. للتحكم في السيارة في أي وقت ، لا يعد الراكب ضروريًا لأن العديد من صناعات السيارات مصممة على مستوى العالم ، والمركبات ذاتية القيادة المزودة باتصال 5G. توفر شبكة 5G خيارات تطبيق جديدة لدعم توسع السيارات ذاتية القيادة مع تعزيز اتصال أسرع بين أنظمة النقل.
تكوين الشعاع
Beamforming هو أحد الأساليب المستخدمة لتطوير نسبة الإشارة إلى الضوضاء (S / N) للإشارات المستقبلة ، وتقليل مصادر التداخل غير المرغوب فيه ، وكذلك تركيز الإشارات المرسلة على مواقع معينة. هذه التقنية ضرورية للأنظمة من خلال صفيفات الاستشعار مع أنظمة الاتصالات اللاسلكية MIMO مثل LTE و 5G و WLAN. يمكن استخدام Beamforming مع إشارات 5G للتغلب على المشكلات التي تواجهها شبكات 5G مثل حدود النطاق والتداخل. يتيح تكوين الحزمة 5G إرسال إشارات أكثر تركيزًا إلى جهاز استقبال مثل الكمبيوتر المحمول أو الهاتف الذكي.
5G طائرات بدون طيار
تُعرف الطائرة بدون طيار المجهزة بمودم متوافق مع 5G باسم طائرة بدون طيار 5G. يتم تمكين هذه الطائرة بدون طيار من خلال منصة حوسبة على متنها لتحقيق زمن انتقال منخفض وأسرع وحوسبة داخلية مرتبطة ببساطة بتقنية 5G مثل 7.5 جيجابت في الثانية وسرعات تحميل 3 جيجابت في الثانية. كانت أول طائرة بدون طيار من طراز Skyhawk مزودة بخمس طائرات في الهند قادرة على الإقلاع والهبوط العمودي. تم استخدام هذه الطائرة بدون طيار في مجالات أخرى باستثناء التطبيقات الدفاعية والطبية. بشكل عام ، تستخدم الطائرات بدون طيار روابط أقل اتساقًا من نقطة إلى نقطة أثناء الطيران ، لذا فقد تفقد الإشارة في أي وقت خلال الرحلة. عندما تعمل الطائرات بدون طيار مع شبكة 5G ، تستفيد الطائرات بدون طيار من الاتصال منخفض الكمون والموثوقية الفائقة.
5G Robot for Covid 19 Prevention
يتحرك هذا الروبوت ببساطة في المناطق المفتوحة لتحليل ما إذا كان الأشخاص أو الزوار بالخارج يتبعون إرشادات السلامة أم لا يحبون ارتداء الأقنعة بشكل صحيح ، والحفاظ على التباعد الاجتماعي ، وما إلى ذلك. تم تطوير هذا الروبوت بواسطة Intel و Vodaphone & Altran. لذلك ، يعتمد هذا الروبوت على AGV (مركبة موجهة ذاتية) بما في ذلك الكاميرات الحرارية الموجودة على متن الطائرة والفيديو الذي يسمح ببساطة باكتشاف الأشخاص الذين يعانون من درجات حرارة أعلى من الجسم الطبيعي وأيضًا تحديد الأشخاص الذين لا يرتدون أقنعة بحيث يصدر إنذارات يتم التعامل معها بواسطة مركز القيادة عن بعد
المراقبة العسكرية مع 5G
تُستخدم تقنية 5G في الجيش عادةً للاتصالات. لذلك ، يسمح بنقل البيانات والأصوات ومقاطع الفيديو ومواقع المواقع. 5G عبارة عن شبكة إنترنت ذات نطاق ترددي عالٍ وزمن وصول أقل وعالية السرعة مثالية لمختلف التطبيقات الدفاعية والعسكرية.
عمليات السكك الحديدية
تدعم تقنية 5G مشغلي السكك الحديدية ومديري البنية التحتية لتقديم أفضل الخدمات لعملائهم مثل أمان الفيديو أو معلومات الركاب أو الإشارات. تتمتع تقنية 5G بردود فعل فائقة السرعة ويمكن أن يصل التأخير بين إرسال واستقبال البيانات إلى 1 مللي ثانية. هذه التقنية أسرع 200 مرة مقارنة بتقنية 4G. تعمل تقنية 5G ببساطة على نقل كميات هائلة من البيانات بسرعة كبيرة وأعلى معدل للبيانات هو 10 جيجابت في الثانية.
نظام هوائي متقدم
تستخدم أنظمة الهوائيات المتقدمة أو AAS لتطوير أداء الشبكة باستخدام تقنيات الهوائيات المتعددة مثل بالرغم من وتشكيل الشعاع. جعلت أحدث التحسينات التكنولوجية من AAS خيارًا ممكنًا لعمليات النشر على نطاق واسع داخل شبكات الهاتف المحمول 4G و 5G. يتيح نظام الهوائي هذا إمكانية تشكيل شعاع عالي التقنية وتقنيات MIMO. هذه أدوات قوية جدًا لتطوير التغطية والسعة وتجربة المستخدم النهائي. وبالتالي ، يعزز AAS أداء الشبكة بشكل كبير في كل من الإرسال والوصلة الهابطة. إن العثور على أنسب بدائل AAS لتحقيق فعالية التكلفة ومكاسب الأداء ضمن نشر شبكة معينة يحتاج إلى فهم خصائص AAS وخصائص الهوائيات المتعددة.
5G خلايا صغيرة
الخلايا الصغيرة عبارة عن عقد وصول لاسلكي خلوية منخفضة الطاقة وهي مهمة جدًا لتوسيع شبكات 5G لتوفير فجوات التغطية والتغطية التي تملأ داخل مساحات محددة. على عكس الخلايا الكبيرة الكبيرة ، تستخدم هذه الخلايا القليل من الطاقة لتوفير خدمة 5G عالية السرعة للمناطق الأصغر. تستخدم شبكات 5G ثلاثة نطاقات طيفية غير متشابهة لإرسال منخفض ومتوسط وعالي. تلعب هذه الخلايا دورًا مهمًا في بث 5G بحيث توفر أفضل السرعات في أقصر مدى.
توفر الخلايا الصغيرة خدمة خلوية عالية الأداء لشركات مختلفة عبر منطقة واسعة. على سبيل المثال ، تشكل الجدران المعدنية والآلات الكبيرة في المصانع تحديًا لاستخدام تقنية 5G باستمرار. توفر الخلايا الصغيرة الداخلية ببساطة تغطية مستهدفة متسقة لتطبيقات إنترنت الأشياء الصناعية الخاصة وتساعد في القضاء على المناطق الميتة في بيئات المؤسسات.
تقنية 5G Millimeter-Wave
شبكة 5G اتصالات لاسلكية تم تحسينه إلى حد ما من خلال التكنولوجيا الجديدة المعروفة باسم mmWave. يتم استخدام هذه التكنولوجيا من قبل شركات الطيران الأمريكية وتستخدم أيضًا في اليابان والصين. في النهاية ، هذه التكنولوجيا قيد التقدم لتنتشر في جميع أنحاء العالم. مزايا 5G mmWaves هي ؛ يوفر مزيدًا من النطاق الترددي لاستيعاب المزيد من المشتركين. النطاق الترددي الضيق ضمن نطاق المليمتر سيجعله مناسبًا للاستخدام مع الخلايا الصغيرة. من أجل عمل شبكات 5G بشكل جيد ، يتم استخدام ميزة فحص القناة للنظر في أنواع مختلفة من فقدان تردد الموجة mmWave.
هنا ، فحص القناة هو تقدير أو قياس خصائص القناة التي تساعدك على النجاح في تصميم وتطوير ونشر شبكة 5G من خلال متطلبات الجودة اللازمة. تدعم تقنية الموجة 5G ملليمتر ببساطة ما يصل إلى 400 متر من وصلات التوصيل متعددة جيجابت وما يصل إلى 200 إلى 300 متر من الوصول الخلوي.
النطاق العريض المتنقل المحسن أو eMBB
النطاق العريض المتنقل المحسن (eMBB) هو أحد الخصائص المحددة الرئيسية لشبكات 5G في حين أن الاثنين الأخريين هما زمن انتقال منخفض للغاية وسعة هائلة. النطاق العريض المتنقل المحسن يسمى أيضًا النطاق العريض المتنقل الفائق. هذا eMBB مشتق ببساطة من 4G LTE n / ws. الهدف الرئيسي من النطاق العريض المتنقل المحسّن هو توفير نطاق ترددي عالٍ مع زمن انتقال فائق لمختلف التطبيقات مثل الواقع الافتراضي ووسائط 4K والواقع المعزز.
يؤدي هذا إلى تغيير صناعة الاتصالات اللاسلكية من خلال توسيع التكنولوجيا للاتصال وإعادة تعريف مختلف الأعمال والصناعات. كما يعمل امتداد eMBB على تحسين مناطق التغطية. باستخدام النطاق العريض المتنقل المحسّن ، تكون شبكات 5G قادرة على توفير وصول أعلى لجودة الخدمة (جودة الخدمة) إلى الإنترنت لعامة الناس ، حتى في الظروف الصعبة أو الباهظة.
بمساعدة خدمة النطاق العريض المتنقل المحسّنة ، توفر 5 NR نطاق عريض متنقل موثوق وسريع. لا يغير eMBB وجه الاتصال في الهواتف الذكية فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى إحداث موجة من التغيير في الاتصال السحابي وتطبيقات مراقبة الفيديو في الوقت الفعلي والعمليات عن بُعد.
إنترنت الأشياء الهائل في 5G
تحدد تقنية Massive IoT مئات الأشياء التي ترتبط ببساطة بالإنترنت وتنقل وتجمع كميات صغيرة من البيانات من أجهزة استشعار مختلفة. من خلال هذه الأجهزة المتصلة ، تسمح لنا معالجة البيانات باستخدام أنظمة الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي ببساطة بتعزيز الحياة من خلال خدمات جديدة فعالة ومكلفة للغاية. للاتصال بإنترنت الأشياء ، هناك العديد من التقنيات اللاسلكية التي يتم استخدامها على الرغم من استخدام التقنيات الخلوية 4G أو 5G فقط لتوصيل كائنات إنترنت الأشياء من خلال اتصال آمن تمامًا وموثوق به في أي مكان في العالم. تشمل مجالات تطبيقات إنترنت الأشياء الضخمة بشكل أساسي تتبع الأصول ، والأجهزة القابلة للارتداء ، والمنزل الذكي أو المدينة الذكية ، والقياس الذكي ، والمراقبة البيئية ، والتصنيع الذكي.
اتصالات المهام الحرجة (MCC)
تُعرف القدرة على إرسال استجابة سريعة ومتسقة للطوارئ خلال الكارثة باسم اتصالات المهام الحرجة. توفر حلول مراكز التحكم في المحركات تحسينات في العديد من المجالات التي تشمل تحسينات الاتصالات مثل دفق الفيديو عالي الدقة إلى تطبيقات إنترنت الأشياء التي تعمل على تحسين أمان وكفاءة الخدمات العسكرية. تعتمد هذه الاتصالات بشكل أساسي على الشبكات وأنظمة الاتصالات. لذلك ، يلعب هذا التواصل دورًا رئيسيًا في جعل العالم أكثر أمانًا.
بعض الموضوعات الأخرى لندوات التكنولوجيا اللاسلكية 5G لطلاب الهندسة
فيما يلي قائمة ببعض موضوعات ندوة التكنولوجيا اللاسلكية 5G لطلاب الهندسة.
- نطاقات الطيف في الجيل الخامس.
- طرق 5G Multiplexing.
- تقنية تجميع الناقل.
- SDN (الشبكات المعرفة بالبرمجيات) لـ 5G.
- معالجة إشارة النطاق العريض 5G.
- تقنية MIMO الهائلة الهوائيات .
- معالجة الطيف الترددي غير المرخصة.
- موجة السنتيمتر والمليمتر.
- عمر البطارية.
- الوعي السياقي.
- تنقيب البيانات في 5G.
- تقنية الوصول إلى الراديو 5G.
- اتصال من جهاز إلى جهاز (D2D).
- البيانات الضخمة في شبكات 5G.
- الشبكة الافتراضية لوظيفة الشبكة في 5G.
- نمذجة القنوات في شبكات 5G.
- راديو معرفي في شبكات 5G.
- تحليل أداء شبكات 5G.
- مصادقة التسليم.
- إنترنت الأشياء في 5G.
- شبكات فائقة الكثافة في الجيل الخامس.
- Fronthaul / backhaul أيضًا في شبكات 5G.
- CRAN (Cloud RAN) لـ 5G.
- 5 شبكات غير متجانسة قائمة على G.
- 5 إدارة الموارد الراديوية القائمة على G.
- تخصيص الموارد في شبكات 5G.
- حصاد الطاقة في شبكات 5G.
- طيف غير مرخص / U-LTE في 5G.
- شبكات ذاتية التنظيم في الجيل الخامس.
- تقنيات الوصول المتعدد غير المتعامد (NOMA).
- حماية الخصوصية في 5G.
وهكذا ، هذه هي قائمة تقنية 5G اللاسلكية موضوعات الندوة لطلاب الهندسة. هذه هي أهم موضوعات ندوات 5G وهي مفيدة جدًا في اختيار موضوع الندوة. إليك سؤال لك ما هو الـ 4G؟
