Problémy s certifikací inovací 6G

Výzkum 6G pomáhá nejen zkoumat specifické charakteristiky kanálů, ale také ověřovat výkon frekvencí, průběhů a dalších nových funkcí od fyzické vrstvy až po protokoly vyšších vrstev. Výzkumníci se musí vypořádat s náročnými problémy jak na úrovni kanálů, tak i na úrovni sítě.

Výzvy na úrovni kanálů

Na úrovni kanálů čelí přenos vysokofrekvenčních signálů řadě problémů, včetně ztrát přenosu, protože terahertzová (THz) a téměř terahertzová pásma vykazují vysoký útlum, což způsobuje prudký pokles síly signálu na velké vzdálenosti. Tato pásma také trpí přeslechy, kdy vysokofrekvenční signály slábnou při narážení na překážky, jako jsou stromy nebo budovy, což vede k problémům s pokrytím.

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

Kromě toho existují problémy týkající se rozpočtování vysílacího výkonu. Široká šířka pásma signálů 6G může vést k nižším poměrům signálu k šumu, protože energie je rozložena v širším frekvenčním pásmu.

Mezi problémy spojené s vícecestným šířením patří rušení a slábnutí. Signály odrážené od povrchů k přijímači v různých časech vedou 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.

V procesu generování a správy tvarování paprsku jsou pro nasměrování úzkých, vysokofrekvenčních paprsků směrem k přijímači vyžadovány přesné techniky tvarování paprsku, což může být v dynamickém prostředí náročné. Další výzvou je sledování paprsku, protože poloha přijímače musí být neustále monitorována, aby se v reálném čase upravovala orientace paprsku, což systém činí složitějším.

Laboratoř 6G na Northeast University v USA zkoumá 130GHz širokopásmový MIMO systém 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 schopností integrace 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 tím snížit celkový výkon sítě. Efektivní správa spektra je klíčová 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 (například latence 1 mikrosekunda) a vyžadují vysoce efektivní techniky zpracování a přenosu signálu. Kromě toho musí být zajištěna spolehlivá konektivita 6G v různých prostředích, jako jsou městské, venkovské a odlehlé oblasti.

Integrace sítí 6G se stávajícími sítěmi 5G a dalšími bezdrátovými technologiemi vyžaduje bezproblémové přechody 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 modelování 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 převod výsledků simulací do reálných signálových simulací. Simulace je klíčovým faktorem pro měření výkonu systémů 6G v reálných kanálech a sítích, od fyzických protokolů až po vyšší vrstvy.

Simulace signálů 6G v kontrolovaném prostředí umožňuje výzkumníkům přesně posoudit výkon systémů 6G. Tato práce zahrnuje vyhodnocení výše uvedených problémů za replikovatelných podmínek a také doladění programů pro různé scénáře. Výzkumníci mohou také studovat zranitelnosti systémů prostřednictvím simulace a řešit bezpečnostní problémy v rané fázi.

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 systémů MIMO 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 standard, který je v současné době stále ve vývoji. Výzkumníci, návrháři zařízení a komponent, 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