Desafíos en la validación de innovaciones 6G

DNVN - Para que las innovaciones prácticas de 6G se materialicen, los investigadores se enfrentan a numerosas dificultades en la certificación de la próxima generación de tecnología de la información inalámbrica. Desde la teoría y las ecuaciones matemáticas hasta el despliegue real de 6G, todo resulta muy complejo y requiere una planificación, pruebas y mediciones meticulosas para especificar con precisión las frecuencias ultra altas.

La investigación en 6G no solo debe explorar las características específicas del canal, sino también validar el rendimiento de las frecuencias, las formas de onda y otras nuevas características, desde la capa física hasta los protocolos de capas superiores. Los investigadores deben abordar los desafíos tanto a nivel de canal como de red.

Desafíos a nivel de canal

A nivel de canal, la transmisión de señales de alta frecuencia presenta numerosos desafíos, como la pérdida de trayectoria, ya que las bandas de terahercios (THz) y sub-terahercios tienen una alta atenuación, lo que provoca una caída drástica de la intensidad de la señal en largas distancias. Estas bandas también presentan el problema de la diafonía, donde las señales de alta frecuencia se atenúan al encontrar obstáculos como árboles o edificios, lo que genera problemas de cobertura.

Otro problema es la absorción atmosférica. Las señales de THz son particularmente sensibles a la absorción por los gases de la atmósfera, lo que reduce la intensidad y la fiabilidad de la señal.

También existen desafíos relacionados con la gestión de la potencia de transmisión. El amplio ancho de banda de las señales 6G podría generar una baja relación señal/ruido, ya que la potencia se distribuye en una banda más amplia.

Los problemas de propagación multitrayecto incluyen la interferencia y el desvanecimiento. Las señales reflejadas en la superficie llegan al receptor en momentos distintos, lo que provoca interferencia y distorsión de la señal. Este problema se agrava en entornos urbanos. Cuando se produce el desvanecimiento, la rápida variación de la amplitud de la señal debido a los efectos multitrayecto altera la calidad de la señal y reduce la fiabilidad de la transmisión.

En la generación y gestión de haces, se requieren técnicas precisas de formación de haces para dirigir los haces estrechos de alta frecuencia al receptor, y la dirección del haz puede resultar difícil en entornos dinámicos. Otro desafío es el seguimiento del haz, ya que la posición del receptor debe monitorizarse constantemente para ajustar la dirección del haz en tiempo real, lo que aumenta la complejidad del sistema.

El laboratorio 6G de la Northeast University, en Estados Unidos, está investigando sistemas MIMO de banda ancha de 130 GHz para aumentar el rendimiento de datos y la distancia de transmisión.

desafíos a nivel de red

Los desafíos a nivel de red incluyen problemas relacionados con la densidad e interferencia de la red, la latencia y la fiabilidad, y la integración con redes heterogéneas.

A nivel de red, el rendimiento depende de la mitigación de los problemas derivados de la densidad de la red y la interferencia entre celdas, así como de la gestión del espectro. Las redes de alta densidad con muchas celdas pequeñas pueden aumentar la interferencia entre celdas, lo que reduce el rendimiento general de la red. Una gestión eficiente del espectro es fundamental para reducir la interferencia y aumentar la utilización de las frecuencias disponibles.

Sra. Hwee Yng Yeo, Directora de Industrias y Soluciones de Keysight Technologies Inc.

La latencia y la fiabilidad son parámetros clave para alcanzar los objetivos de latencia ultrabaja (por ejemplo, 1 microsegundo), y se requieren técnicas de procesamiento y transmisión de señales altamente eficientes. Además, es necesario garantizar una conectividad 6G fiable en diferentes entornos, como zonas urbanas, rurales y remotas.

La integración de las redes 6G con las redes 5G existentes y otras tecnologías inalámbricas requiere una transición fluida entre los distintos tipos de red y la resolución de los problemas de interoperabilidad. Garantizar la interoperabilidad de los diferentes componentes y tecnologías de red, como las redes satelitales, terrestres y aéreas, es fundamental para alcanzar los objetivos de cobertura y rendimiento óptimos.

De la teoría a la simulación y emulación de 6G

Los investigadores están modelando diferentes escenarios de uso de 6G, incluyendo la propagación del canal, las formas de onda y las redes, utilizando herramientas de software de diseño de simulación.

El siguiente paso en el desarrollo de la tecnología 6G consiste en convertir estos resultados de simulación en simulaciones de señal en tiempo real. La simulación es un factor clave para medir el rendimiento de los sistemas 6G en canales y redes en tiempo real, desde los protocolos físicos hasta las capas superiores.

La simulación de señales 6G en un entorno controlado permite a los investigadores evaluar con precisión el rendimiento de los sistemas 6G. Esto incluye evaluar los desafíos mencionados anteriormente en condiciones reproducibles y ajustar los programas para diferentes escenarios. Los investigadores también pueden estudiar las vulnerabilidades del sistema mediante simulación y abordar los problemas de seguridad de forma temprana.

6G: De la investigación innovadora a la realidad

Por ejemplo, para contribuir al desarrollo de la tecnología 6G, Keysight colaboró ​​con investigadores de 6G de la Northeastern University para explorar sistemas MIMO de banda ancha de 130 GHz y realizar investigaciones en tiempo real en el rango cercano a los THz en la capa de red.

El mercado prevé la comercialización del 6G para 2030, lo que significa que disponemos de un máximo de cinco años para desarrollar productos y aplicaciones que cumplan con los estándares, que aún se están definiendo. Investigadores, diseñadores de dispositivos y componentes, expertos en pruebas y mediciones, ingenieros de redes y ciberseguridad, y organismos reguladores colaboran en todo el ecosistema 6G para hacer realidad esta tecnología.

Hwee Yng Yeo, Tecnologías Keysight

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