Les défis de la validation des innovations 6G

DNVN - Pour que les innovations pratiques de la 6G voient le jour, les chercheurs rencontrent de nombreuses difficultés pour certifier la prochaine génération de technologies de l'information sans fil. De la théorie et des équations mathématiques au déploiement concret de la 6G, les choses sont très complexes et nécessitent une planification, des tests et des mesures minutieux pour spécifier avec précision les ultra-hautes fréquences.

La recherche sur la 6G doit non seulement explorer les caractéristiques spécifiques des canaux, mais aussi valider les performances des fréquences, des formes d'ondes et d'autres nouvelles fonctionnalités, de la couche physique aux protocoles de couche supérieure. Les chercheurs doivent relever les défis à la fois au niveau du canal et du réseau.

Défis au niveau des canaux

Au niveau du canal, la transmission des signaux haute fréquence pose de nombreux défis, notamment l'affaiblissement de propagation, car les bandes térahertz (THz) et subtérahertz présentent une forte atténuation, ce qui entraîne une forte baisse de la puissance du signal sur de longues distances. Ces bandes présentent également le problème de diaphonie, où les signaux haute fréquence s'affaiblissent lorsqu'ils rencontrent des obstacles tels que des arbres ou des bâtiments, ce qui crée des problèmes de couverture.

Un autre problème est l'absorption atmosphérique. Les signaux THz sont particulièrement sensibles à l'absorption par les gaz atmosphériques, ce qui réduit leur intensité et leur fiabilité.

Les budgets de puissance de transmission posent également des défis. La large bande passante des signaux 6G pourrait entraîner un faible rapport signal/bruit, car la puissance est répartie sur une bande plus large.

Les problèmes liés à la propagation par trajets multiples 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 grave en milieu urbain. En cas d'évanouissement, la variation rapide de l'amplitude du signal due aux trajets multiples altère la qualité du signal et réduit la fiabilité de la transmission.

La génération et la gestion des faisceaux nécessitent des techniques de formation de faisceau précises pour diriger les faisceaux étroits haute fréquence vers le récepteur. L'orientation du faisceau peut s'avérer complexe dans les environnements dynamiques. Le suivi du faisceau constitue un autre défi : la position du récepteur doit être surveillée en permanence pour ajuster l'orientation du faisceau en temps réel, ce qui complexifie le système.

Le laboratoire 6G de l'Université Northeast, aux États-Unis, étudie les systèmes MIMO à large bande 130 GHz pour augmenter le débit de données et la distance de transmission.

Défis au niveau du réseau

Les défis au niveau du réseau incluent les 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, réduisant ainsi les performances globales du réseau. Une gestion efficace du spectre est essentielle pour réduire les interférences et optimiser l'utilisation des fréquences disponibles.

Mme Hwee Yng Yeo, directrice des industries et des solutions chez Keysight Technologies Inc.

La latence et la fiabilité sont également des paramètres clés pour atteindre des objectifs de latence ultra-faible (par exemple, une latence d'une microseconde), et des techniques de traitement et de transmission du signal hautement 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 nécessite un transfert transparent entre les différents types de réseaux et la résolution des problèmes d'interopérabilité. L'interopérabilité des différents composants et technologies de réseau, tels que les réseaux satellitaires, terrestres et aériens, est essentielle 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.

L'étape suivante du développement de la 6G consiste à transformer ces résultats de simulation en simulation de signaux 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'évaluation des défis mentionnés ci-dessus dans des conditions reproductibles et l'optimisation des programmes pour différents scénarios. Les chercheurs peuvent également étudier les vulnérabilités des systèmes par simulation et résoudre 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 130 GHz et mener des recherches en temps réel proches du THz au niveau de la couche réseau.

Le marché prévoit une commercialisation de la 6G d'ici 2030, ce qui signifie que nous disposons d'au plus 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 régulateurs collaborent au sein de l'écosystème 6G pour faire de la 6G une réalité.

Hwee Yng Yeo, Keysight Technologies

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