مقاله تئوری اطلاعات الکترومغناطیسی: مبانی و کاربردهای سیستم های ارتباطی بی سیم 6G

چکیده

In wireless communications, electromagnetic theory and information theory constitute a pair of fundamental theories, bridged by antenna theory and wireless propagation channel modeling theory. Up to the fifth generation (5G) wireless communication networks, these four theories have been developing relatively independently. However, in sixth generation (6G) space-air-ground-sea wireless communication networks, seamless coverage is expected in the three-dimensional (3D) space, potentially necessitating the acquisition of channel state information (CSI) and channel capacity calculation at anywhere and any time. Additionally, the key 6G technologies such as ultra-massive multiple-input multiple-output (MIMO) and holographic MIMO achieves intricate interaction of the antennas and wireless propagation environments, which necessitates the joint modeling of antennas and wireless propagation channels. To address the challenges in 6G, the integration of the above four theories becomes inevitable, leading to the concept of the so-called electromagnetic information theory (EIT). In this article, a suite of 6G key technologies is highlighted. Then, the concepts and relationships of the four theories are unveiled. Finally, the necessity and benefits of integrating them into the EIT are revealed.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

در ارتباطات بی سیم ، تئوری الکترومغناطیسی و نظریه اطلاعات یک جفت تئوری اساسی را تشکیل می دهند ، که توسط تئوری آنتن و تئوری مدل سازی کانال انتشار بی سیم ساخته شده است.تا شبکه های ارتباطی بی سیم نسل پنجم (5G) ، این چهار تئوری نسبتاً مستقل در حال توسعه هستند.با این حال ، در شبکه های ارتباطی بی سیم و بی سیم از نسل ششم (6G) فضای هوایی-زمین-زمین ، پوشش یکپارچه در فضای سه بعدی (3D) پیش بینی می شود ، که به طور بالقوه نیاز به دستیابی به اطلاعات حالت کانال (CSI) و محاسبه ظرفیت کانال در هر مکانی داردو هر زمانعلاوه بر این ، فن آوری های کلیدی 6G مانند چند خروجی چند ورودی فوق العاده فوق العاده (MIMO) و MIMO هولوگرافی به تعامل پیچیده آنتن ها و محیط های انتشار بی سیم دست می یابند ، که این امر نیاز به مدل سازی مشترک آنتن ها و کانال های انتشار بی سیم دارد.برای پرداختن به چالش های 6G ، ادغام چهار نظریه فوق اجتناب ناپذیر می شود و منجر به مفهوم تئوری اطلاعات الکترومغناطیسی به اصطلاح (EIT) می شود.در این مقاله ، مجموعه ای از فناوری های کلیدی 6G برجسته شده است.سپس ، مفاهیم و روابط چهار نظریه رونمایی می شود.سرانجام ، ضرورت و مزایای ادغام آنها در EIT آشکار می شود.