เราอยู่ในโลกที่เชื่อมโยงกันมากขึ้นเรื่อยๆ ในความเป็นจริงมีผู้ใช้สมาร์ทโฟน 6.648 พันล้านคนในโลก ซึ่งคิดเป็นมากกว่า 83 เปอร์เซ็นต์ของประชากรทั่วโลก แม้จะมีอุปกรณ์พกพาและผู้ใช้จำนวนมาก แต่การเชื่อมต่อยังคงสร้างปัญหาให้กับผู้บริโภคในพื้นที่ชนบทได้ Lingjia Liu ศาสตราจารย์ในBradley Department of Electrical and Computer Engineeringและผู้อำนวยการWireless@VTได้รับรางวัล $800,000 จากNational Science Foundation (NSF)
เพื่อช่วยสร้างเครือข่ายบรอดแบนด์มือถือรุ่นต่อไป (NextG)
ที่เพิ่มความพร้อมใช้งาน ของการเข้าถึงผู้ใช้ด้วยการให้สัญญาณไร้สายครอบคลุมและรองรับความต้องการบริการที่แตกต่างกัน งานวิจัยนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการResilient and Intelligent NextG Systems ของ NSF ซึ่งรวมทรัพยากรและการสนับสนุนจากหน่วยงานรัฐบาล เช่น NSF กระทรวงกลาโหม และสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ กับบริษัทโทรคมนาคมรายใหญ่ในสหรัฐฯ เช่น Apple , Google, IBM, Nokia และ Microsoft เป้าหมายคือมุ่งเน้นไปที่ระบบไร้สาย ระบบเครือข่าย และระบบคอมพิวเตอร์ของ NextG ที่อาจส่งผลกระทบในอนาคตของมาตรฐาน NextG เพื่อปรับปรุงความยืดหยุ่นของเครือข่าย Liu จะพัฒนางานวิจัยพื้นฐานที่จำเป็นในการรวมและดำเนินการเครือข่ายภาคพื้นดินและไม่ใช่ภาคพื้นดิน ซึ่งเรียกว่าเครือข่ายภาคพื้นดินและอากาศ (GAINs) โครงการจะมุ่งเน้นไปที่การใช้ปัญญาประดิษฐ์และอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องขั้นสูงเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการสื่อสารและการประมวลผลภายใต้สภาพแวดล้อมแบบไดนามิกอย่างยิ่งนี้ เครือข่ายภาคพื้นดินหรือที่เรียกว่าเครือข่ายภาคพื้นดิน ได้แก่ เซิร์ฟเวอร์ทางทะเลและใต้น้ำ เซิร์ฟเวอร์คลาวด์ เคเบิลใยแก้วนำแสง สถานีภาคพื้นดิน และการเชื่อมต่ออื่นใดที่อยู่บนพื้นดินหรือในน้ำ เครือข่ายเหล่านี้ได้ให้การเชื่อมต่อมาหลายทศวรรษและได้เห็นการปรับปรุงในช่วงหลายปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม สัญญาณที่ระดับพื้นดินอาจถูกปิดกั้นและมีความเสี่ยงต่อภัยธรรมชาติหรือความเสียหายของโครงสร้างพื้นฐานเทียม เครือข่ายนอกภาคพื้นดินมีทั้งเครือข่ายทางอากาศและอวกาศ เครือข่ายทางอากาศประกอบด้วยแพลตฟอร์มระดับความสูง เช่น เครื่องบินและเรือบินที่ตั้งอยู่ในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ และแพลตฟอร์มระดับความสูงต่ำ เช่น ฝูงโดรน เครือข่ายทางอากาศช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสื่อสารเนื่องจากการเคลื่อนย้ายที่ยืดหยุ่น แต่ความสามารถของแบตเตอรี่มีจำกัด
เครือข่ายอวกาศซึ่งไม่ใช่ภาคพื้นดิน สนับสนุนการแลกเปลี่ยนข้อมูล
ทั่วโลก และทำหน้าที่เป็น “ทางเลือกสุดท้าย” สำหรับการสื่อสารในพื้นที่ห่างไกล ทรัพยากรการคำนวณในเครือข่ายอวกาศมีจำกัด แต่เนื่องจากความสามารถในการเข้าถึงและความสามารถในการถ่ายโอนข้อมูลไปยังอุปกรณ์อื่นๆ อย่างรวดเร็ว งานการคำนวณจึงถูกถ่ายโอนไปยังเครือข่ายภาคพื้นดินและทางอากาศ ด้วยความตระหนักว่าแต่ละเครือข่ายเหล่านี้มีข้อดีและข้อจำกัดเฉพาะตัว การวิจัยของ Liu จึงมุ่งเน้นไปที่การบูรณาการเครือข่ายภาคพื้นดินและเครือข่ายที่ไม่ใช่ภาคพื้นดินเพื่อสร้าง GAIN การพัฒนาโซลูชันที่ช่วยให้แต่ละเครือข่ายเสริมซึ่งกันและกันจะช่วยให้ผู้ใช้ได้รับบริการที่ดีขึ้นและยืดหยุ่น ทีมวิจัยประกอบด้วย Robert Calderbank ศาสตราจารย์ด้านวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่Duke
Universityซึ่งนำเสนอมุมมองที่แตกต่างเนื่องจากภูมิหลังในอุตสาหกรรมของเขา ก่อนเข้าร่วมสถาบันการศึกษา Calderbank เป็นรองประธานฝ่ายวิจัยของ AT&T Yuejie Chi ศาสตราจารย์ในแผนกวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ของ Carnegie Mellon Universityมีส่วนร่วมในความเชี่ยวชาญด้านแมชชีนเลิร์นนิง วิทยาศาสตร์ข้อมูล การเพิ่มประสิทธิภาพ และการประมวลผลสัญญาณทางสถิติ
นักศึกษามหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียเทคกลุ่มหนึ่งจะทำงานในโครงการพร้อมกับนักศึกษาจากมหาวิทยาลัยอื่นๆ ตลอดระยะเวลาสามปีข้างหน้า นักศึกษาเหล่านี้จะให้ความช่วยเหลือโดยการเจาะลึกงานวิจัยโดยละเอียดพร้อมคำแนะนำจากอาจารย์ที่ปรึกษาด้านวิชาการอย่าง Liu และจากพันธมิตรในอุตสาหกรรมในเครือ
Shadab Mahboob, ปริญญาเอก นักศึกษาที่ทำงานร่วมกับ Liu ได้รับแรงบันดาลใจจากแนวคิดในการช่วยนำเครือข่ายไร้สายที่ยืดหยุ่นมากขึ้นมาสู่ชีวิต “การรวมแพลตฟอร์มที่ไม่ใช่ภาคพื้นดิน เช่น ดาวเทียม เข้ากับเครือข่ายภาคพื้นดินที่มีอยู่นี้ถือเป็นเรื่องใหม่ทั้งหมด เป็นสิ่งที่ยังไม่มีอยู่ในปัจจุบัน แม้แต่ในเครือข่าย 5G” Mahboob กล่าว “การเข้าถึงเครือข่ายครอบคลุมประเภทนี้จะเป็นการปฏิวัติ แม้ในช่วงเวลาที่เกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติหรือในสถานที่ห่างไกลห่างไกล เครือข่ายที่ไม่ใช่ภาคพื้นดินก็จะช่วยให้สามารถสื่อสารได้ ซึ่งจะเปลี่ยนชีวิตผู้คนอย่างแท้จริง”
ปริญญาเอก นักศึกษาและอาจารย์กำลังดูหน้าจอคอมพิวเตอร์ด้วยกันในห้องทดลองในวิทยาเขตของเวอร์จิเนียเทคปริญญาเอก นักเรียน Shadab Mahboob (ซ้าย) และ Lingjia Liu ทบทวนไดอะแกรมสัญญาณความถี่วิทยุในห้องปฏิบัติการ Wireless@VT ใน Blacksburg ภาพถ่ายโดย Chelsea Seeber สำหรับมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียเทค
นักศึกษาและอาจารย์หารือเกี่ยวกับผลการวิจัยที่พวกเขากำลังดูบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ในห้องแล็บ
(จากซ้าย) Yibin Liang, Lingjia Liu และ Shadab Mahboob ทบทวนและหารือเกี่ยวกับแผนภาพของการส่งสัญญาณวิทยุที่ใช้สำหรับ Software Defined Radios ภาพถ่ายโดย Chelsea Seeber สำหรับมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียเทค
Liu, Calderbank และ Chi กำลังทำงานร่วมกันในการออกแบบเครือข่ายไร้สายโดยใช้การเรียนรู้ของเครื่อง แนวทางของพวกเขาแตกต่างจากวิธีการดั้งเดิมที่ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ “แมชชีนเลิร์นนิงถูกนำมาใช้ในหลายสาขา อย่างไรก็ตาม ระบบของ NextG นั้นแตกต่างออกไปมาก” Liu กล่าว “เนื่องจากเครือข่ายที่ไม่ใช่ภาคพื้นดินนั้นมีไดนามิกสูงและแตกต่างกัน การเรียนรู้ของเครื่องตามเวลาจริงและยืดหยุ่นจึงเป็นกุญแจสำคัญในโครงการนี้” เพื่ออำนวยความสะดวกในคุณสมบัติดังกล่าว นักวิจัยจะรวมเทคนิคการมอดูเลตแบบ 2 มิติแบบใหม่ที่แปลงข้อมูลที่ได้รับจากแหล่งการสื่อสารหนึ่งไปยังอีกแหล่งหนึ่ง รูปคลื่นนี้กำลังได้รับการพิจารณาใน เทคโนโลยี 6Gและการวิจัย เนื่องจากความทนทานในสถานการณ์ความเร็วความเร็วสูง Liu รู้สึกตื่นเต้นมากที่สุดกับโอกาสที่จะได้ร่วมมือกับพันธมิตรทางวิชาการ อุตสาหกรรม และรัฐบาลเพื่อทำให้ระบบ NextG เหล่านี้เป็นจริง อันที่จริงแล้ว โปรแกรม NextG Systems ที่ยืดหยุ่นและชาญฉลาดนั้นผ่านการตรวจสอบสามรอบ โดย NSF อุตสาหกรรม และกระทรวงกลาโหม เพื่อให้แน่ใจว่าโครงการที่ได้รับทุนมีความเกี่ยวข้องและมีโอกาสสูงที่จะส่งผลกระทบต่อเทคโนโลยี NextG
“เนื่องจาก NextG จะถูกควบคุมโดยอุตสาหกรรมและมาตรฐานอุตสาหกรรม จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่สถาบันการศึกษาจะต้องทำงานและร่วมมือกับพันธมิตรในอุตสาหกรรม” Liu กล่าว “ด้วยการร่วมมือกับพันธมิตรในอุตสาหกรรม เราจะรู้ว่าปัญหาประเภทใดที่เกี่ยวข้องและมีความสำคัญต่อผู้ใช้ NextG ความหวังของเราคือชุมชนไร้สายทั้งหมดจะได้รับประโยชน์จากงานวิจัยนี้”
credit : serailmaktabi.com carrollcountyconservation.com juntadaserra.com kylelightner.com walkernoltadesign.com catalunyawindsurf.com frighteningcurves.com moneycounters4u.com kennysposters.com kentuckybuildingguide.com
