PHY-dən sistemə çarpaz laylı modelləşdirmə çərçivəsi, fiziki laydakı daşıyıcı tezlik, yayılma, anten gücləndirməsi, istiqamətlilik və müdaxilə kimi dəyişənlərin bağlantı uyğunlaşdırmasına, MAC resurs paylaşımına və nəhayət sistem səviyyəli performans göstəricilərinə eyni simulyasiya zəncirində necə ötürüldüyünü izləyən qiymətləndirmə yanaşmasıdır. Navneet Kaur və Lav Gupta-nın tədqiqatı MATLAB R2025b mühitində 5G Toolbox və 6G Exploration Library-dən istifadə edərək 5G bazasını və 6G-yönümlü konfiqurasiyanı eyni 500 m × 500 m xidmət sahəsində müqayisə edir. Simulyasiyada 5G üçün dörd baza stansiyası və 200 istifadəçi avadanlığı (UE), 6G-yönümlü ssenari üçün doqquz baza stansiyası və 400 UE istifadə edilmişdir. Nəticələrdə 6G-yönümlü konfiqurasiyanın ümumi throughput-u 3,391 Gbps-dən 33,282 Gbps-yə yüksələrkən orta gecikmə 2,44 ms-dən 0,38 ms-yə, paket itkisi %2,42-dən %1,45-ə və enerji/bit göstəricisi 15,788 nJ/bit-dən 0,936 nJ/bit-ə enir. Bunun əvəzində şəbəkə əhatəsi %80,0-dan %76,8-ə geriləyir. Bu qiymətlər real 6G sahə şəbəkəsindən deyil, müəyyən və qismən fərziyyəvi 6G-yönümlü parametrlərlə qurulmuş idarə olunan sistem simulyasiyasından əldə edilmişdir; buna görə nəticələr yekun 6G standartının zəmanətli performansı kimi şərh edilə bilməz.

Tədqiqatın əsas elmi töhfəsi yalnız “6G daha sürətlidir” nəticəsini vermək deyil. Tədqiqatçılar daha yüksək anten gücləndirməsinin, istiqamətli ötürmənin, müdaxilə izolyasiyasının və RIS dəstəyinin SINR-ə necə təsir etdiyini; SINR-in daha yüksək MCS səviyyələrinə necə imkan verdiyini; bunun spektral səmərəliliyi və istifadəçi throughput-unu necə dəyişdirdiyini; sonda throughput, gecikmə, paket etibarlılığı, kanal əlçatanlığı və enerji/bit kimi sistem nəticələrinin necə formalaşdığını vahid səbəb-nəticə model zəncirində izləyirlər.

Tədqiqatın həll etməyə çalışdığı əsas problem

6G ədəbiyyatında çox yüksək məlumat sürətləri, çox aşağı gecikmələr, yüksək enerji səmərəliliyi və yeni spektr sahələri kimi hədəflər tez-tez müzakirə olunur. Lakin fiziki layda təklif edilən təkmilləşdirmənin real çoxhüceyrəli şəbəkədə bağlantı keyfiyyətindən MAC resurs paylaşımına və sistem səviyyəli KPI-lara qədər necə yayıldığını eyni şərtlər altında kəmiyyətcə izləyən tədqiqatlar daha məhduddur.

Bu tədqiqat 5G və 6G-yönümlü konfiqurasiyaları eyni xidmət sahəsi, trafik yanaşması, istifadəçi paylanması, hesablama axını və KPI tərifləri altında işlədərək bu boşluğu aradan qaldırmağa çalışır. Beləliklə, iki ssenari arasındakı dəyişikliklərin yalnız fərqli simulyasiya dizaynlarından deyil, müəyyən edilmiş radio, anten, yayılma və sıxlıq parametrlərindən qaynaqlanması nəzərdə tutulur.

PHY-dən Sistemə Çarpaz Laylı Qiymətləndirmə Nədir?

PHY-dən sistemə çarpaz laylı qiymətləndirmə fiziki laydakı siqnal və yayılma şərtlərinin bağlantı uyğunlaşdırması, MAC resurs bölgüsü və sistem səviyyəli performans göstəriciləri üzərində ardıcıl təsirlərini eyni hesablama zəncirində izləyən modelləşdirmə yanaşmasıdır. Bu tədqiqatda yol itkisi, LOS/NLOS, kölgələnmə, Rayleigh sönümlənməsi, anten və istiqamətlilik gücləndirmələri ilə müdaxilə əvvəlcə SINR-i müəyyən edir; SINR seçilən MCS-i və spektral səmərəliliyi, bunlar istifadəçi throughput-unu və gecikməsini, istifadəçi nəticələri isə ümumi throughput, əhatə, CSSR, drop nisbəti və kanal əlçatanlığı kimi sistem KPI-larını formalaşdırır.

Ümumi şəbəkə sahəsi və istifadəçi quruluşu

Hər iki ssenari 500 m × 500 m xidmət sahəsində qurulmuşdur. 5G bazası dörd baza stansiyası ilə 200 UE-ni, 6G-yönümlü ssenari isə doqquz baza stansiyası ilə 400 UE-ni ehtiva edir. UE paylanması hər iki ssenaridə eyni trafik siniflərini təmsil edəcək şəkildə yaradılmışdır:

• %60 smartfon,
• %30 IoMT cihazı,
• %10 AR/VR istifadəçisi.

Bu paylanma ümumi mobil trafiki, sağlamlıq sensoru/monitorinq trafikini və gecikməyə həssas yüksək məlumat sürətli tətbiqləri təmsil edir. Tədqiqat yalnız downlink istiqamətini modelləşdirir; uplink PHY, uplink güc idarəetməsi və uplink scheduler davranışı simulyasiyaya daxil deyil.

5G və 6G-yönümlü fiziki konfiqurasiya

Burada mühüm metodoloji məqam var: 30 GHz, 4096-QAM, səkkiz fəza layı, RIS gücləndirməsi və bəzi enerji/gecikmə parametrləri “tamamlanmış 6G standartı” kimi istifadə edilmir. Mənbə bunları gələcək şəbəkə meyillərini təmsil edən 6G-yönümlü modelləşdirmə seçimləri kimi təqdim edir.

Baza stansiyasının seçilməsi

Hər UE üçün bütün baza stansiyalarına üfüqi Evklid məsafəsi hesablanır və ən yaxın baza stansiyası xidmət hüceyrəsi kimi seçilir:

\[ b_0=\arg\min_b d_{2D}(u,b), \qquad d_{\min}=d_{2D}(u,b_0) \]

Burada \(b_0\) xidmət baza stansiyasının indeksini, \(d_{2D}(u,b)\) isə UE \(u\) ilə baza stansiyası \(b\) arasındakı üfüqi məsafəni göstərir. Digər baza stansiyaları eyni UE üçün müdaxilə mənbəyi kimi nəzərə alınır.

3B məsafə və LOS/NLOS modeli

Üfüqi məsafə baza stansiyası ilə istifadəçinin hündürlük fərqi ilə birləşdirilərək üçölçülü bağlantı məsafəsi hesablanır:

\[ d_{3D}=\sqrt{d_{2D}^{2}+(h_{BS}-h_{UT})^{2}} \]

LOS/NLOS təsnifatı 3GPP TR 38.901-ə əsaslanan məsafədən asılı ehtimal yanaşması ilə aparılır. Mənbədə istifadə edilən ümumi LOS ehtimalı:

\[ P_{\mathrm{LOS}}(d)=\frac{18}{d} +e^{-d/C}\left(1-\frac{18}{d}\right) \]

şəklindədir. \(C\) ssenaridən asılı sönüm sabitidir; tədqiqatda UMa üçün 63, UMi üçün 36 istifadə olunmuşdur. Uniform \(u\in[0,1]\) dəyişəni \(P_{\mathrm{LOS}}\) qiymətindən kiçikdirsə bağlantı LOS, əks halda NLOS kimi təyin edilir.

LOS yol itkisi ümumi şəkildə:

\[ PL_{\mathrm{LOS}} =a+b\log_{10}(d_{3D})+20\log_{10}(f_c) \]

ilə hesablanarkən NLOS bağlantısında:

\[ PL_{\mathrm{NLOS}} =\max(PL'_{\mathrm{NLOS}},PL_{\mathrm{LOS}}) \]

istifadə olunur. Maksimum əməliyyatı fiziki baxımdan NLOS itkisinin eyni bağlantının LOS itkisindən aşağı çıxmasının qarşısını alır.

Kölgələnmə və Rayleigh sönümlənməsi

İrimiqyaslı kanal dəyişkənliyi üçün orta qiyməti sıfır, standart sapması 8 dB olan Gaussian kölgələnmə əlavə edilir:

\[ PL_{\mathrm{total}}=PL+X_\sigma \]

Kiçikmiqyaslı çoxyollu sönümlənmə üçün Rayleigh güc gücləndirməsi orta qiyməti bir olan eksponensial paylanmadan seçilir:

\[ g_{\mathrm{Rayleigh}}\sim \mathrm{Exponential}(1) \]

və dB sahəsinə:

\[ G^{dB}_{\mathrm{Rayleigh}} =10\log_{10}(\max(\varepsilon,g_{\mathrm{Rayleigh}})) \]

ilə çevrilir. \(\varepsilon\) ədədi qeyri-sabitliyin qarşısını alan kiçik müsbət alt sərhəddir.

RIS dəstəyi

Yenidən konfiqurasiya edilə bilən ağıllı səth (Reconfigurable Intelligent Surface, RIS) yalnız 6G-yönümlü ssenaridə deterministik bağlantı büdcəsi gücləndirməsi kimi modelləşdirilmişdir. Tədqiqat:

• 80–300 m aralığında +5 dB,
• 300–600 m aralığında +2,5 dB

RIS gücləndirməsini müəyyən edir. Bu qiymətlər standartla müəyyən edilmiş əmsallar deyil; mənbə onları fiziki intuisiyaya əsaslanan simulyasiya yaxınlaşmaları kimi açıq şəkildə təqdim edir. Ümumi yol itkisinə təsiri:

\[ PL^{RIS}_{tot}=PL_{tot}-\Delta_{RIS}(d) \]

şəklindədir. Beləliklə, RIS bu modeldə real elektromaqnit səth optimallaşdırmasının ətraflı simulyasiyası deyil, məsafədən asılı əlavə link-budget gücləndirməsidir.

İstiqamətli ötürmə və müdaxilə izolyasiyası

İstənilən bağlantıya tətbiq olunan istiqamətli gücləndirmə:

\[ G_{dir}=10\log_{10}(\max(1,N_{\mathrm{Layers}})) \]

kimi müəyyən edilmişdir. 6G-yönümlü halda buna əlavə olaraq +3 dB artırılır:

\[ G_{dir,6G}=G_{dir}+3\ \mathrm{dB} \]

Müdaxilə bağlantıları üçün istiqamətlilik ayrıca izolyasiya termini ilə təmsil olunur:

\[ I_{iso}=3+1.3\log_2(\max(1,N_{\mathrm{Layers}})) \]

və 6G-yönümlü ssenaridə:

\[ I_{iso,6G}=I_{iso}+5 \]

istifadə olunur. Mənbə bu əmsalların standartla müəyyən edilmədiyini; anten həndəsəsinin və beamforming davranışının sistem səviyyəsindəki təsirini təxmini şəkildə təmsil etmək üçün seçilmiş modelləşdirmə parametrləri olduğunu xüsusilə qeyd edir.

Resurs bloku başına güc

Ümumi baza stansiyası gücünün resurs blokları arasında bərabər paylandığı qəbul edilir. Normallaşdırma:

\[ \Delta_{RB}=10\log_{10}(N_{RB}) \]

ilə aparılır. Xidmət siqnalının hər RB üzrə gücü:

\[ P_{\mathrm{sig,RB}} =P_{tx}-PL_{tot}+G_{BS}+G_{UE}+G_{dir} -10\log_{10}(N_{RB}) \]

şəklindədir.

Bir müdaxilə baza stansiyası üçün:

\[ P_{b,RB} =P_{tx}-PL_b+G_{\mathrm{Rayleigh},b} +G_{BS}+G_{UE}-I_{iso}-\Delta_{RB} \]

alınır və xidmətdənkənar bütün baza stansiyalarının gücləri xətti sahədə toplanaraq ümumi inter-cell interference müəyyən edilir.

Termal küy və SINR

Hər RB üzrə termal küy:

\[ N_{RB,dBm} =-174+10\log_{10}(B_{RB})+NF \]

ilə hesablanır. Tədqiqatda qəbuledicinin küy əmsalı \(NF=7\) dB-dir. \(-174\) dBm/Hz təxminən 290 K temperaturdakı termal küyün güc spektral sıxlığını təmsil edir.

Xətti sahədə SINR:

\[ SINR= \frac{P_{\mathrm{sig,RB}}} {P_{\mathrm{intf,RB}}+P_{\mathrm{noise,RB}}} \]

və hesabat üçün:

\[ \gamma_{dB}=10\log_{10}(SINR) \]

kimi hesablanır.

SINR-dən MCS-ə bağlantı uyğunlaşdırması

Hər MCS girişi SINR həddi, modulyasiya, simvol başına bit və kodlaşdırma nisbəti ilə müəyyən edilir:

\[ \{\gamma_{th},mod,b,R\} \]

Həddən artıq nikbin seçimləri azaltmaq üçün hesablanmış SINR-dən 1,5 dB təhlükəsizlik marjası çıxılır:

\[ \gamma_{eff}=SINR_{dB}-1.5\ \mathrm{dB} \]

Sonra hədd şərtini ödəyən ən yüksək MCS seçilir:

\[ MCS=\arg\max_k\{k:\gamma_{eff}\geq \gamma_{th,k}\} \]

BER, BLER və PER modeli

Seçilmiş MCS həddinə görə SINR marjası:

\[ \Delta\gamma=\gamma_{dB}-\gamma_{th} \]

kimi müəyyən edilir. BER:

\[ BER= \min\left( 0.5, \max\left(10^{-7}, BER_0\,10^{-0.2\Delta\gamma}\right) \right) \]

ilə təxmini modelləşdirilmişdir. Bu link-level waveform təhlili deyil, MCS-ə həssas sistem simulyasiyası yanaşmasıdır.

Logistik BLER modeli:

\[ BLER_{log}= \frac{1}{1+\exp(\alpha(\gamma_{dB}-\gamma_{th}))} \]

şəklindədir. \(\alpha\) 5G üçün 0,9 və 6G-yönümlü konfiqurasiya üçün 1,3 götürülmüşdür. Bu əmsallar da mənbədə kalibrləmə ilə seçilmiş modelləşdirmə qiymətləri kimi müəyyən edilir.

Paket daxilindəki bit xətalarından əldə edilən termin:

\[ BLER_{bits}=1-(1-BER)^{N_{bits}} \]

və ümumi paket xətası ehtimalı:

\[ PER= \min\left( 0.5, \max\left(10^{-6}, 0.6BLER_{log}+0.4BLER_{bits} \right) \right) \]

kimi müəyyən edilir. 0,6/0,4 çəkiləri standarta aid deyil; bunlar tədqiqatın simulyasiya üçün istifadə etdiyi kalibrlənmiş əmsallardır.

Effektiv MIMO layı və spektral səmərəlilik

Pis bağlantı şəraitində konfiqurasiya edilmiş bütün MIMO laylarının effektiv şəkildə istifadə edilə bilməyəcəyi fərziyyəsi bu yanaşma ilə təmsil olunur:

\[ L_{eff} =\min\left( N_L,\, 1+0.5\log_2(1+\gamma_{lin}) \right) \]

Xam spektral səmərəlilik:

\[ SE_{raw}=b\,R\,L_{eff} \]

və yekun bağlantı spektral səmərəliliyi:

\[ SE=\min(SE_{raw},14) \]

kimi hesablanır. 14 bps/Hz həddi 3GPP standart həddi deyil; mənbədə həddən artıq yüksək sistem proqnozlarını məhdudlaşdıran konservativ simulyasiya yuxarı həddi kimi müəyyən edilmişdir.

MAC layı: bərabər resurs paylaşımı

MAC layında full-buffer və equal-share scheduler abstraksiyasından istifadə edilmişdir. Baza stansiyasının ümumi PDSCH zolaq eni həmin hüceyrəyə qoşulmuş istifadəçilər arasında bərabər bölünür:

\[ B_{UE}= \frac{B_{PDSCH}}{N_{UE,onBS}} \]

Bu yanaşma real istehsal scheduler-inin zaman-tezlik və QoS optimallaşdırmasını modelləşdirmir; hüceyrə yükü artdıqca hər istifadəçiyə düşən zolaq eninin azalmasını sadə və təkrar istehsal edilə bilən şəkildə təmsil edir.

Throughput

Hər istifadəçi üzrə throughput:

\[ T_{UE} = \frac{SE\cdot B_{UE}\cdot(1-PER)}{10^9} \quad \mathrm{Gbps} \]

və şəbəkənin cəmi:

\[ T_{agg}=\sum_{u\in all}T_{UE}(u) \]

şəklindədir.

Gecikmənin komponentləri

Slot müddəti NR numerologiyası ilə:

\[ \mu=\log_2\left(\frac{SCS}{15\,\mathrm{kHz}}\right), \qquad T_{slot}=\frac{1\,\mathrm{ms}}{2^\mu} \]

kimi hesablanır. Mənbənin nümunəsində 30 kHz SCS 0,5 ms; 120 kHz SCS isə 0,125 ms slot müddəti verir.

Emal gecikməsi modeldə sabit olaraq:

\[ T_{proc}= \begin{cases} 1.0\,\mathrm{ms}, & 5G\\ 0.1\,\mathrm{ms}, & 6G\text{-yönelimli} \end{cases} \]

götürülmüşdür. Buradakı 0,1 ms real 6G avadanlığında ölçülmüş məcburi qiymət deyil; gələcək sürətləndirilmiş baseband emalını təmsil edən fərziyyədir.

Yayılma gecikməsi:

\[ T_{prop}=\frac{d}{c}, \qquad c=3\times10^8\,\mathrm{m/s} \]

və 1500 baytlıq paket üçün ötürmə gecikməsi:

\[ T_{tx}=\frac{L_{bits}}{T_{UE}}, \qquad L_{bits}=1500\times8 \]

kimi müəyyən edilir. Ümumi:

\[ Latency=T_{slot}+T_{proc}+T_{prop}+T_{tx} \]

şəklindədir. Model növbə və ətraflı scheduler gecikməsini ehtiva etmir.

Jitter modeli

Jitter:

\[ Jitter_i=\beta(1+0.5U)\ \mathrm{ms}, \qquad U\sim Uniform[0,1] \]

ilə yaradılır. \(\beta\) slot müddətinin %10-u kimi seçilir: 5G üçün təxminən 0,05 ms, 6G-yönümlü ssenari üçün təxminən 0,01 ms. Buna görə jitter nəticəsinin mühüm hissəsi birbaşa simulyasiyada müəyyən edilən zamanlama fərziyyəsindən qaynaqlanır.

Enerji/bit modeli

Nominal UE gücləri cihaz sinfinə görə:

• smartfon: 0,2 W,
• IoMT: 0,05 W,
• AR/VR: 0,8 W

kimi müəyyən edilmişdir. Effektiv güc:

\[ P_{UE,eff}= \begin{cases} P_{UE}, & 5G\\ P_{UE}\times0.35\times0.90, & 6G\text{-yönelimli} \end{cases} \]

şəklindədir. 0,35 və 0,90 amilləri standartla verilməmişdir. Birincisi 6G-yönümlü aparat/radio səmərəliliyi fərziyyəsini, ikincisi isə %10 duty-cycle azalmasını təmsil edir.

Enerji/bit:

\[ E_b= \frac{P_{UE,eff}} {T_{UE}\times10^9} \quad \mathrm{J/bit} \]

kimi hesablanır. Beləliklə, 6G tərəfində enerji üstünlüyünə yalnız radio bağlantısı gücləndirmələri deyil, modeldə əvvəlcədən müəyyən edilmiş daha aşağı effektiv UE gücü fərziyyəsi də təsir göstərir.

Sistem spektral səmərəliliyi

Ümumi planlaşdırılmış zolaq eni:

\[ B_{sched}=B_{PDSCH}\cdot N_{BS} \]

və sistem spektral səmərəliliyi:

\[ \eta=\frac{T_{agg}}{B_{sched}} \]

kimi hesablanır. İdarəetmə siqnalı, istinad siqnalları, başlıqlar və scheduler yükünü təmsil etmək üçün 5G-də %25, 6G-yönümlü ssenaridə %20 overhead istifadə olunur:

\[ \eta_{final}=\eta(1-overhead) \]

Bu halda 5G üçün \(0.75\eta\), 6G-yönümlü quruluş üçün \(0.80\eta\) alınır. Bu overhead qiymətləri də tədqiqatın kalibrlənmiş sistem fərziyyələridir.

Giriş, əlçatanlıq və əhatə KPI-ları

CSSR üçün 4 dB SINR admission həddi istifadə edilmişdir:

\[ admit=\mathbf{1}\{\gamma_{dB}>4\,\mathrm{dB}\} \]

\[ CSSR(\%)=100\cdot mean[admit] \]

Bloklanma nisbəti:

\[ Blocked\ Rate(\%)=100-CSSR(\%) \]

Kanal əlçatanlığı SINR həddindən əlavə \(PER<0.10\) şərtini tələb edir:

\[ access= \mathbf{1}\{\gamma_{dB}>4\,\mathrm{dB}\land PER<0.10\} \]

Əhatə isə usable throughput və texnologiyaya məxsus SINR marjası ilə müəyyən edilmişdir:

\[ covered= \mathbf{1} \{T_{UE}>10^{-5}\land \gamma_{dB}>(4-m)\} \]

Burada \(m=2\) dB 5G, \(m=3\) dB 6G-yönümlü ssenari üçün istifadə edilmişdir.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Simulyasiya emal zənciri

1. 5G və ya 6G-yönümlü ssenari seçilir.
2. Daşıyıcı, PDSCH, anten, RIS, güc və yayılma parametrləri hazırlanır.
3. Baza stansiyaları və istifadəçilər eyni xidmət sahəsində yerləşdirilir.
4. Hər UE ən yaxın baza stansiyasına qoşulur.
5. Xidmət və müdaxilə bağlantıları üçün yol itkisi, LOS/NLOS, kölgələnmə və Rayleigh sönümlənməsi hesablanır.
6. 6G-yönümlü ssenaridə uyğun məsafələrdə RIS gücləndirməsi əlavə edilir.
7. Anten/istiqamətlilik təsirləri və müdaxilə izolyasiyası tətbiq olunur.
8. RB səviyyəsində siqnal, müdaxilə və küy hesablanaraq SINR tapılır.
9. SINR-dən MCS, BER, BLER, PER və spektral səmərəlilik törədilir.
10. UE-lər xidmət baza stansiyalarına görə qruplaşdırılır və PDSCH zolaq eni bərabər paylaşılır.
11. İstifadəçi throughput-u, latency, jitter və energy/bit hesablanır.
12. Nəticələr sistem səviyyəsində birləşdirilərək ümumi throughput, əhatə, CSSR, blocking, drop, channel availability və RB utilization KPI-ları yaradılır.

Modulyasiya paylanması

Mənbənin Şəkil 2 nəticələrinə görə 5G istifadəçilərinin %53,5-i 256-QAM seçərkən %17,0-si QPSK, %8,0-i 16-QAM istifadə edir və %20,0-si minimum MCS həddindən kənarda qalır.

6G-yönümlü ssenaridə paylanma daha yüksək modulyasiyalara keçir: %34,0 4096-QAM, %12,2 1024-QAM və %10,0 256-QAM seçir. QPSK nisbəti %5,5-ə enir. Bununla belə, minimum MCS-dən kənarda qalan istifadəçilərin nisbəti %23,2-yə yüksəlir. Mənbə bunu 30 GHz-də daha yüksək yayılma itkisinin xüsusilə daha uzaqdakı UE-lərə təsiri ilə əlaqələndirir.

Bu nəticə mühümdür: 6G-yönümlü quruluş eyni zamanda həm daha yüksək spektral səmərəlilik potensialı, həm də hüceyrə kənarında daha yüksək yayılma həssaslığı göstərir.

Bu Tədqiqatda 6G-Yönümlü Ssenari Hər Baxımdan 5G-dən Daha Yaxşıdırmı?

Xeyr. Simulyasiya 6G-yönümlü konfiqurasiyada throughput, gecikmə, paket itkisi, SINR, spektral səmərəlilik, jitter, enerji/bit və bəzi davamlılıq göstəricilərində yaxşılaşma yaratsa da, şəbəkə əhatəsini %80,0-dan %76,8-ə endirir. Mənbə bu geriləməni 30 GHz-də daha yüksək yol itkisi və blockage həssaslığı ilə əlaqələndirir; daha sıx baza stansiyası yerləşdirilməsi, yüksək anten gücləndirməsi, istiqamətlilik və RIS dəstəyi itkini qismən kompensasiya edir, lakin tam aradan qaldırmır.

Birləşdirilmiş sistem KPI nəticələri

Throughput niyə təxminən on dəfə yüksəlir?

Ümumi throughput-un 3,391 Gbps-dən 33,282 Gbps-yə yüksəlməsi tək bir PHY xüsusiyyətinin nəticəsi deyil. 6G-yönümlü ssenaridə ümumi planlaşdırılmış zolaq eni 98,3 MHz-dən 396,0 MHz-yə artır; doqquz baza stansiyası dörd baza stansiyası ilə müqayisədə eyni sahəyə daha sıx xidmət göstərir; daha yüksək SINR daha yüksək MCS-ə və daha çox effektiv fəza layına imkan verir; paket xətası ehtimalı da azalır. Bu komponentlərin hamısı throughput tənliyində birlikdə təsir göstərir.

Gecikmə niyə azalır?

Gecikmənin 2,44 ms-dən 0,38 ms-yə enməsində üç model komponenti xüsusilə mühümdür. Birincisi, 120 kHz SCS səbəbindən daha qısa slot müddətidir. İkincisi, 6G-yönümlü ssenaridə birbaşa 0,1 ms kimi qəbul edilmiş emal gecikməsidir. Üçüncüsü, daha yüksək istifadəçi throughput-unun \(T_{tx}\) ötürmə gecikməsini azaltmasıdır. Model növbə gecikməsini ehtiva etmədiyi üçün bu nəticə tam end-to-end kommersiya şəbəkəsi gecikməsi ilə eyni deyil.

SINR və etibarlılıq

Orta SINR 20,10 dB-dən 24,24 dB-yə yüksəlir. Mənbə bunu yüksək BS/UE anten gücləndirmələri, daha güclü istiqamətlilik, müdaxilə izolyasiyası və RIS dəstəyi ilə əlaqələndirir. Daha yüksək SINR link adaptation mərhələsində yüksək MCS istifadəsini artırır və BER/BLER/PER zənciri vasitəsilə paket etibarlılığını yaxşılaşdırır.

Orta paket itkisi %2,42-dən %1,45-ə enir. Call drop nisbəti %6,88-dən %6,25-ə geriləyərkən channel availability %74,5-dən %75,0-a yüksəlir.

CSSR və call blocking niyə dəyişmir?

Hər iki konfiqurasiyada CSSR təxminən %80, call-blocked nisbəti isə təxminən %20-dir. Bunun səbəbi modeldə admission qərarının sabit 4 dB SINR həddinə bağlanmasıdır. Buna görə nəticə 6G-nin real operator şəbəkələrində zəng qurma uğurunun mütləq 5G ilə eyni olacağını sübut etmir; yalnız bu admission qaydası ilə qurulmuş simulyasiyada iki ssenarinin eyni sistem KPI-sına çatdığını göstərir.

Əhatə ödünləşməsi

Əhatə 5G-də %80,0 olduğu halda, 6G-yönümlü ssenaridə %76,8-dir. Mənbə bunu yüksək tezlikdə məsafədən daha güclü asılı olan itki ilə əlaqələndirir. 30 GHz, 3,5 GHz-lə müqayisədə blockage və path-loss baxımından daha həssasdır. Baza stansiyalarının sayının doqquza çatdırılması, 25 dBi BS anten gücləndirməsi, istiqamətlilik və RIS dəstəyi bu çatışmazlığı azaldır, lakin tam aradan qaldırmır.

İstifadəçi paylanmalarının CDF nəticələri

Mənbənin Şəkil 5-ində 6G-yönümlü CDF əyriləri ümumən daha yaxşı performans tərəfinə keçir. Median SINR təxminən 25–27 dB səviyyəsində olduğu halda, 5G-də təxminən 18–20 dB-dir. Hər istifadəçi üzrə median throughput təxminən 0,05 Gbps-dən 0,12 Gbps ətrafına yüksəlir. Spektral səmərəlilik medianı 5G-də təxminən 7 bps/Hz, 6G-yönümlü quruluşda isə təxminən 10 bps/Hz səviyyəsindədir. Enerji/bit paylanmasında da mənbə təxminən 20–30 nJ/bit median zolağından təxminən 8–12 nJ/bit zolağına keçid bildirir.

Bu CDF qiymətləri Şəkil 5-dən bildirilən təxmini paylanma oxunuşlarıdır; Cədvəl II-dəki dəqiq sistem orta qiymətləri ilə qarışdırılmamalıdır.

Məsafədən asılı davranış

Şəkil 6 və Şəkil 7 baza stansiyasından məsafə artdıqda hər iki konfiqurasiyada bağlantı keyfiyyətinin dəyişdiyini göstərir. 6G-yönümlü ssenaridə baza stansiyasına yaxın istifadəçilər yüksək anten və istiqamətlilik gücləndirmələrindən güclü şəkildə yararlanarkən, 30 GHz səbəbindən uzaq istifadəçilərin received-power dinamik diapazonu daha genişdir.

Mənbə 5G-də SINR-in əsasən 0–30 dB aralığında olduğunu, 6G-yönümlü yaxın istifadəçilərdə isə 20–40 dB qiymətlərinin müşahidə edilə bildiyini qeyd edir. 6G throughput-u qısa məsafələrdə təxminən 0,10–0,25 Gbps aralığına yüksələrkən, 5G qiymətləri əsasən 0,05 Gbps-dən aşağı qalır. 6G-yönümlü istifadəçilərin çoxunda gecikmə 1 ms-dən aşağı olduğu halda, 5G paylanmasında təxminən 2–6 ms aralığı müşahidə edilir.

Lakin bu şəkillərin xam ədədi məlumat nöqtələri PDF-də cədvəl şəklində verilmir. Buna görə qrafikdə görünən təxmini qiymətlər yenidən hazırlanacaq Verianla qrafikində dəqiq ölçmə nöqtələri kimi istifadə edilməməlidir.

Laylararası səbəb-nəticə zənciri

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• Müəyyən edilmiş simulyasiya mühitində 6G-yönümlü konfiqurasiya 5G bazası ilə müqayisədə çox daha yüksək ümumi throughput yaradır.
• Müəyyən edilmiş slot və processing-delay modeli altında orta gecikmə nəzərəçarpacaq dərəcədə azalır.
• Daha yüksək istiqamətlilik, anten gücləndirməsi, müdaxilə izolyasiyası və RIS gücləndirməsi ilə orta SINR yüksəlir.
• Yüksək SINR daha yüksək MCS seçiminə və daha yüksək spektral səmərəliliyə imkan verir.
• Paket itkisi və call-drop nisbəti simulyasiyada azalır.
• 30 GHz yayılma itkisinə görə əhatə bir qədər geriləyir.
• Performans fərqi tək bir parametrə deyil, PHY, link, MAC və sistem səviyyəsindəki dəyişikliklərin birləşməsinə bağlıdır.

Tədqiqatın dəstəkləmədiyi nəticələr

• Bu tədqiqat real kommersiya 6G şəbəkəsinin ölçülməsi deyil.
• 4096-QAM, RIS gücləndirməsi, processing delay, enerji azaltma amilləri və bəzi directional-isolation əmsalları yekun 6G standartı kimi təsdiqlənməyib.
• Nəticələr 6G-nin hər coğrafiyada və ya hər yerləşdirmə ssenarisində 5G-dən üstün olacağını sübut etmir.
• Uplink modelləşdirilmədiyi üçün ikitərəfli end-to-end xidmət davranışı sübut edilməyib.
• Dinamik trafik, ətraflı scheduler, queueing, mobility və handover modelləşdirilməyib.
• RIS real elektromaqnit kanal/səth optimallaşdırması kimi həll edilməyib, deterministik dB gücləndirməsi şəklində təmsil olunub.
• Enerji/bit qazancı yalnız radio şəraitindən yaranmır; 6G üçün müəyyən edilmiş 0,35 × 0,90 effektiv güc amilindən də birbaşa təsirlənir.
• Simulyasiya nəticələri real sahə performansı və ya operator SLA zəmanəti kimi şərh edilə bilməz.

Mənbə və Metod Qeydi

Orijinal tədqiqat: From PHY to System: A Standards-Aligned Cross-Layer Framework for Quantitative Evaluation of 5G and 6G-Oriented Wireless Networks

Müəlliflər: Navneet Kaur; Lav Gupta

Mənbə növü: Tədqiqat preprinti.

Rəyçilik statusu: Rəyçi qiymətləndirməsindən keçməyib. Mənbə PDF bunu açıq şəkildə “This preprint research paper has not been peer reviewed” ifadəsi ilə bildirir.

Platforma: SSRN.

DOI: 10.2139/ssrn.7208052

SSRN qeyd tarixi: 30 iyul 2026.

Müəlliflərin qurumları: Mənbə PDF-də göstərilməyib; SSRN qeydi də afiliyasiya təqdim etmir.

Lisenziya: Mənbədə açıq Creative Commons və ya oxşar təkrar istifadə lisenziyası göstərilmir. Buna görə orijinal şəkillərin eynilə köçürülməsi əvəzinə elmi əlaqələri və açıq ədədi məlumatları qoruyan Verianla-ya məxsus yenidən çəkilmiş təsvirlərə üstünlük verilməlidir.

Simulyasiya platforması: MATLAB R2025b; MathWorks 5G Toolbox; MathWorks 6G Exploration Library.

Əsas standart/model istinadları: ITU IMT-2030 istiqamətləri, 3GPP TR 38.901 UMa/UMi yayılma modelləri və NR əsaslı resurs bloku/numerologiya yanaşması.

Əsas metodoloji məhdudiyyət: Tədqiqat real 6G sahə şəbəkəsi, real 6G standartına uyğunluq sınağı və ya end-to-end ikitərəfli şəbəkə eksperimenti deyil. 6G-yönümlü ssenaridəki müxtəlif əmsallar və performans fərziyyələri mənbə tərəfindən simulyasiya məqsədilə kalibrlənmiş və ya fiziki əsaslandırılmış qiymətlər kimi müəyyən edilmişdir. Buna görə 5G–6G müqayisəsi yalnız müəyyən edilən model şərtləri daxilində şərh olunmalıdır.

Gələcək tədqiqat: Mənbə uplink modelləşdirilməsini, dinamik trafiki, mobility-aware scheduling-i, AI dəstəkli link adaptation və beam management-i, həmçinin heterogen çoxlaylı şəbəkə topologiyalarını gələcək genişləndirmələr kimi təklif edir.