Výzvy v ověřování shody pro inovace 6G

Výzkum v oblasti 6G musí nejen zkoumat specifické charakteristiky kanálů, ale také ověřit výkon frekvencí, průběhů vln a dalších nových funkcí od fyzické vrstvy až po protokoly vyšších vrstev. Výzkumníci se musí zabývat výzvami na úrovni kanálů i sítí.

Výzvy na úrovni kanálů

Na úrovni kanálů je přenos vysokofrekvenčního signálu plný problémů, včetně ztrát signálu na trase, protože terahertzová (THz) a subterahertzová pásma mají vysoký útlum, což způsobuje prudký pokles síly signálu na velké vzdálenosti. Tato pásma mají také problém se ztrátou přeslechů, kdy vysokofrekvenční signály slábnou, když narazí na překážky, jako jsou stromy nebo budovy, což vytváří problémy s pokrytím.

Dalším problémem je absorpce v atmosféře. THz signály jsou obzvláště náchylné k absorpci plyny v atmosféře, což snižuje sílu a spolehlivost signálu.

Problémy existují i s rozpočty vysílacího výkonu. Široká šířka pásma signálů 6G by mohla vést k nízkému poměru signálu k šumu, protože výkon je rozložen do širšího pásma.

Mezi problémy s vícecestným šířením patří rušení a slábnutí. Signály odražené od povrchů dorazí k přijímači v různých časech, což vede k rušení a zkreslení signálu. Tento problém je ještě závažnější v městském prostředí. Při slábnutí signálu rychlá změna amplitudy signálu v důsledku vícecestného šíření mění kvalitu signálu a snižuje spolehlivost přenosu.

Při generování a správě paprsku jsou pro nasměrování úzkých vysokofrekvenčních paprsků do přijímače vyžadovány přesné techniky tvarování paprsku a řízení paprsku může být v dynamickém prostředí obtížné. Další výzvou je sledování paprsku, protože polohu přijímače je třeba neustále monitorovat, aby se řízení paprsku upravovalo v reálném čase, což systém činí složitějším.

Laboratoř 6G na Northeast University v USA zkoumá širokopásmové systémy MIMO s frekvencí 130 GHz pro zvýšení propustnosti dat a přenosové vzdálenosti.

Výzvy na úrovni sítě

Mezi problémy na úrovni sítě patří problémy související s hustotou sítě a rušením, latencí a spolehlivostí a integrací s heterogenními sítěmi.

Na úrovni sítě závisí výkon na zmírňování problémů vyplývajících z hustoty sítě a rušení mezi buňkami, jakož i na správě spektra. Sítě s vysokou hustotou a mnoha malými buňkami mohou zvýšit rušení mezi buňkami a snížit tak celkový výkon sítě. Efektivní správa spektra je nezbytná pro snížení rušení a zvýšení využití dostupných frekvencí.

Paní Hwee Yng Yeo, ředitelka pro průmysl a řešení ve společnosti Keysight Technologies Inc.

Latence a spolehlivost jsou také klíčovými parametry pro dosažení cílů ultranízké latence (např. latence 1 mikrosekunda) a jsou vyžadovány vysoce efektivní techniky zpracování a přenosu signálu. Kromě toho je třeba zajistit spolehlivé připojení 6G v různých prostředích, jako jsou městské, venkovské a odlehlé oblasti.

Integrace sítí 6G se stávajícími sítěmi 5G a dalšími bezdrátovými technologiemi vyžaduje bezproblémové předávání mezi typy sítí a řešení problémů s interoperabilitou. Zajištění interoperability různých síťových komponent a technologií, jako jsou satelitní, pozemní a letecké sítě, je nezbytné pro dosažení komplexního pokrytí a cílů v oblasti výkonu.

Od teorie k simulaci a emulaci 6G

Výzkumníci modelují různé scénáře využití 6G, včetně šíření kanálů, průběhů vln a sítí, pomocí softwarových nástrojů pro simulační návrh.

Dalším krokem v procesu vývoje 6G je převedení těchto simulačních výsledků do simulace signálu v reálném čase. Simulace je klíčovým faktorem pro měření výkonu systémů 6G v kanálech a sítích v reálném čase, od fyzických protokolů až po vyšší vrstvy.

Simulace signálů 6G v kontrolovaném prostředí umožňuje výzkumníkům přesně vyhodnotit výkon systémů 6G. To zahrnuje posouzení výše uvedených problémů za reprodukovatelných podmínek a doladění programů pro různé scénáře. Výzkumníci mohou také studovat zranitelnosti systémů prostřednictvím simulace a včas řešit bezpečnostní problémy.

6G: Od inovativního výzkumu k realitě

Například s cílem přispět k rozvoji technologie 6G spolupracovala společnost Keysight s výzkumníky 6G na Northeastern University na zkoumání širokopásmových MIMO systémů s frekvencí 130 GHz a na provádění výzkumu v reálném čase v frekvencích blízkých THz na síťové vrstvě.

Trh očekává, že 6G bude komerčně dostupné do roku 2030 – což znamená, že máme maximálně pět let na to, abychom realizovali produkty a aplikace, které splňují standardy, jež jsou stále ve fázi finalizace. Výzkumníci, návrháři zařízení a součástek, odborníci na testování a měření, síťoví a kybernetičtí bezpečnostní inženýři a regulační orgány spolupracují v celém ekosystému 6G, aby se 6G stalo realitou.

Hwee Yng Yeo, Keysight Technologies

Zdroj: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/nhung-thach-thuc-trong-xac-nhan-hop-chuan-cho-cac-sang-tao-6g/20250619052935383