Problémy s ověřováním inovací 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 ztráty 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 s přeslechy, kdy vysokofrekvenční signály slábnou při narážení na překážky, jako jsou stromy nebo budovy, což vytváří problémy s pokrytím.

Dalším problémem je absorpce v atmosféře. THz signály jsou obzvláště citlivé na 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 povrchu dosahují přijímače v různých časech, což vede k rušení a zkreslení signálu. Tento problém je závažnější v městském prostředí. Při slábnutí 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 poloha přijímače musí být neustále monitorována, aby se řízení paprsku upravovalo v reálném čase, což zvyšuje složitost systému.

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 průmyslová odvětví 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 komercializováno 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