La recherche sur la 6G doit non seulement explorer les caractéristiques spécifiques des canaux, mais aussi valider les performances des fréquences, des formes d'onde et autres nouvelles fonctionnalités, de la couche physique aux protocoles de couches supérieures. Les chercheurs doivent relever les défis tant au niveau du canal qu'au niveau du réseau.
Défis au niveau du canal
Au niveau du canal, la transmission de signaux à haute fréquence est complexe, notamment en raison des pertes de propagation. Les bandes térahertz (THz) et sub-térahertz présentent une forte atténuation, ce qui entraîne une chute brutale de la puissance du signal sur de longues distances. Ces bandes souffrent également de diaphonie : les signaux à haute fréquence s’affaiblissent lorsqu’ils rencontrent des obstacles tels que des arbres ou des bâtiments, ce qui engendre des problèmes de couverture.
Un autre problème est l'absorption atmosphérique. Les signaux THz sont particulièrement sensibles à l'absorption par les gaz présents dans l'atmosphère, ce qui réduit la puissance et la fiabilité du signal.
Des difficultés liées aux bilans de puissance d'émission se posent également. La large bande passante des signaux 6G pourrait entraîner un faible rapport signal/bruit, la puissance étant répartie sur une bande plus large.
Les problèmes liés à la propagation multi-trajets incluent les interférences et l'évanouissement. Les signaux réfléchis par la surface atteignent le récepteur à des moments différents, ce qui entraîne des interférences et une distorsion du signal. Ce problème est plus marqué en milieu urbain. En cas d'évanouissement, la variation rapide de l'amplitude du signal due aux effets de trajets multiples altère la qualité du signal et réduit la fiabilité de la transmission.
La génération et la gestion de faisceaux nécessitent des techniques de formation de faisceaux précises pour diriger les faisceaux étroits à haute fréquence vers le récepteur. L'orientation du faisceau peut s'avérer complexe en environnements dynamiques. Le suivi du faisceau représente un autre défi, car la position du récepteur doit être surveillée en permanence afin d'ajuster son orientation en temps réel, ce qui accroît la complexité du système.
Défis au niveau du réseau
Les défis au niveau du réseau comprennent des problèmes liés à la densité et aux interférences du réseau, à la latence et à la fiabilité, ainsi qu'à l'intégration avec des réseaux hétérogènes.
Au niveau du réseau, les performances dépendent de la réduction des problèmes liés à la densité du réseau et aux interférences intercellulaires, ainsi que de la gestion du spectre. Les réseaux à haute densité, composés de nombreuses petites cellules, peuvent accroître les interférences intercellulaires et réduire les performances globales du réseau. Une gestion efficace du spectre est donc essentielle pour limiter les interférences et optimiser l'utilisation des fréquences disponibles.
La latence et la fiabilité sont également des paramètres clés pour atteindre des objectifs de latence ultra-faible (par exemple, 1 microseconde), et des techniques de traitement et de transmission du signal très performantes sont nécessaires. De plus, une connectivité 6G fiable doit être garantie dans différents environnements, tels que les zones urbaines, rurales et isolées.
L'intégration des réseaux 6G aux réseaux 5G existants et aux autres technologies sans fil exige une transition fluide entre les différents types de réseaux et la résolution des problèmes d'interopérabilité. Garantir l'interopérabilité des différents composants et technologies de réseau, tels que les réseaux satellitaires, terrestres et aériens, est essentiel pour atteindre les objectifs de couverture et de performance.
De la théorie à la simulation et à l'émulation de la 6G
Les chercheurs modélisent différents scénarios d'utilisation de la 6G, notamment la propagation des canaux, les formes d'onde et les réseaux, à l'aide d'outils logiciels de conception de simulation.
La prochaine étape du développement de la 6G consiste à transformer ces résultats de simulation en simulation de signal en temps réel. La simulation est un facteur clé pour mesurer les performances des systèmes 6G sur les canaux et réseaux en temps réel, des protocoles physiques aux couches supérieures.
La simulation des signaux 6G en environnement contrôlé permet aux chercheurs d'évaluer précisément les performances des systèmes 6G. Cela inclut l'analyse des difficultés mentionnées précédemment dans des conditions reproductibles et l'optimisation des programmes pour différents scénarios. Les chercheurs peuvent également étudier les vulnérabilités du système par la simulation et traiter les problèmes de sécurité en amont.
6G : De la recherche innovante à la réalité
Par exemple, pour contribuer au développement de la technologie 6G, Keysight a collaboré avec des chercheurs 6G de l'Université Northeastern pour explorer les systèmes MIMO à large bande de 130 GHz et mener des recherches en temps réel dans le proche THz au niveau de la couche réseau.
Le marché prévoit la commercialisation de la 6G d'ici 2030, ce qui signifie que nous disposons d'au maximum cinq ans pour développer des produits et des applications conformes aux normes encore en cours de finalisation. Chercheurs, concepteurs d'appareils et de composants, experts en tests et mesures, ingénieurs réseaux et cybersécurité, et organismes de réglementation collaborent au sein de l'écosystème 6G pour faire de cette technologie une réalité.
Source : https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/nhung-thach-thuc-trong-xac-nhan-hop-chuan-cho-cac-sang-tao-6g/20250619052935383
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