Abstract
As the demands of sixth-generation (6G) networks escalate towards achieving high speeds and improved energy efficiency, there is an increasing need for intelligent and real-time adaptive solutions within the physical processing layer. This study proposes an innovative engineering framework based on an encapsulated architecture utilising FBGA (micro-distributed spherical array) technology, integrated with an internal artificial intelligence module, to achieve adaptive beamforming with high efficiency in dense wireless environments. The primary objective of this research is to develop an intelligent communication architecture that determines the optimal transmission angles and regulates power consumption in real-time by integrating artificial intelligence algorithms with hardware acceleration.
The main contribution is to develop a practical model that combines mathematical precision with physical implementation, utilising an FBGA-based helicopter design and supported by comprehensive simulation within the MATLAB/Simulink environment. The experimental results demonstrated a significant improvement in performance indicators, including a 42% reduction in response time, a 35% decrease in power consumption, and an average signal quality improvement of 3.8 dB. These results highlight the effectiveness of the proposed design as a promising solution for building intelligent, high-performance, and low-consumption 6G communication networks.
The main contribution is to develop a practical model that combines mathematical precision with physical implementation, utilising an FBGA-based helicopter design and supported by comprehensive simulation within the MATLAB/Simulink environment. The experimental results demonstrated a significant improvement in performance indicators, including a 42% reduction in response time, a 35% decrease in power consumption, and an average signal quality improvement of 3.8 dB. These results highlight the effectiveness of the proposed design as a promising solution for building intelligent, high-performance, and low-consumption 6G communication networks.
Keywords
Adaptive beamforming
Energy optimization
Real-time processing
Sixth-generation networks
Spectral efficiency
Abstract
مع تصاعد متطلبات شبكات الجيل السادس (6 G) نحو تحقيق سرعات عالية وتحسين كفاءة الطاقة، هناك حاجة متزايدة لحلول تكيفية ذكية وفي الوقت الفعلي داخل طبقة المعالجة المادية. تقترح هذه الدراسة إطارا هندسيا مبتكرا يعتمد على بنية مغلفة تستخدم تقنية الصفيف الكروي الموزع الصغير، المدمجة مع وحدة الذكاء الاصطناعي الداخلية، لتحقيق تشكيل الشعاع التكيفي بكفاءة عالية في البيئات اللاسلكية الكثيفة. الهدف الأساسي من هذا البحث هو تطوير بنية اتصال ذكية تحدد زوايا الإرسال المثلى وتنظم استهلاك الطاقة في الوقت الفعلي من خلال دمج خوارزميات الذكاء الاصطناعي مع تسريع الأجهزة.
المساهمة الرئيسية هي تطوير نموذج عملي يجمع بين الدقة الرياضية والتنفيذ المادي، وذلك باستخدام تصميم طائرات الهليكوبتر القائمة على فبغا وبدعم من محاكاة شاملة داخل بيئة ماتلاب / سيمولينك. أظهرت النتائج التجريبية تحسنا كبيرا في مؤشرات الأداء، بما في ذلك انخفاض بنسبة 42 ٪ في وقت الاستجابة، وانخفاض بنسبة 35 ٪ في استهلاك الطاقة، وتحسن متوسط جودة الإشارة بمقدار 3.8 ديسيبل. تسلط هذه النتائج الضوء على فعالية التصميم المقترح كحل واعد لبناء شبكات اتصالات ذكية وعالية الأداء ومنخفضة الاستهلاك 6 G.
المساهمة الرئيسية هي تطوير نموذج عملي يجمع بين الدقة الرياضية والتنفيذ المادي، وذلك باستخدام تصميم طائرات الهليكوبتر القائمة على فبغا وبدعم من محاكاة شاملة داخل بيئة ماتلاب / سيمولينك. أظهرت النتائج التجريبية تحسنا كبيرا في مؤشرات الأداء، بما في ذلك انخفاض بنسبة 42 ٪ في وقت الاستجابة، وانخفاض بنسبة 35 ٪ في استهلاك الطاقة، وتحسن متوسط جودة الإشارة بمقدار 3.8 ديسيبل. تسلط هذه النتائج الضوء على فعالية التصميم المقترح كحل واعد لبناء شبكات اتصالات ذكية وعالية الأداء ومنخفضة الاستهلاك 6 G.
Keywords
تشكيل الشعاع التكيفي، شبكات الجيل السادس، تحسين الطاقة، المعالجة في الوقت الحقيقي، الكفاءة الطيفية.