אתגרים באימות של חידושים ב-6G

DNVN - כדי שיופיעו חידושים מעשיים בתחום ה-6G, חוקרים מתמודדים עם קשיים רבים באישור הדור הבא של טכנולוגיית מידע אלחוטית. החל מתיאוריה, משוואות מתמטיות ועד לפריסת 6G בפועל הן מורכבות מאוד, הדורש תכנון, בדיקות ומדידה קפדניים כדי לציין במדויק את התדרים הגבוהים במיוחד.

מחקר 6G חייב לא רק לחקור מאפייני ערוצים ספציפיים, אלא גם לאמת את ביצועי התדרים, צורות הגל ותכונות חדשות אחרות, החל מהשכבה הפיזית ועד לפרוטוקולים בשכבה גבוהה יותר. חוקרים חייבים להתמודד עם אתגרים הן ברמת הערוץ והן ברמת הרשת.

אתגרים ברמת הערוץ

ברמת הערוץ, שידור אותות בתדר גבוה טומן בחובו אתגרים, כולל אובדן נתיב, שכן לתחומי טרה-הרץ (THz) ותת-טרה-הרץ יש דעיכה גבוהה, מה שגורם לעוצמת האות לרדת בחדות על פני מרחקים ארוכים. לתחומים אלה יש גם בעיה של "עבר-דיבור", שבה אותות בתדר גבוה דועכים כאשר נתקלים במכשולים כמו עצים או מבנים, מה שיוצר בעיות כיסוי.

בעיה נוספת היא ספיגה אטמוספרית. אותות THz רגישים במיוחד לספיגה על ידי גזים באטמוספרה, מה שמפחית את עוצמת האות ואת אמינותו.

ישנם גם אתגרים בתקציבי עוצמת השידור. רוחב הפס הרחב של אותות 6G עלול להוביל ליחס אות לרעש נמוך, מכיוון שההספק מתפזר על פני פס רחב יותר.

בעיות בהתפשטות מרובת נתיבים כוללות הפרעות ודהייה. אותות המוחזרים מפני השטח מגיעים למקלט בזמנים שונים, וכתוצאה מכך נוצרות הפרעות ועיוות אות. בעיה זו חמורה יותר בסביבות עירוניות. כאשר מתרחשת דהייה, השינוי המהיר באמפליטודת האות עקב אפקטים מרובי נתיבים משנה את איכות האות ומפחית את אמינות השידור.

ביצירת וניהול אלומה, נדרשות טכניקות מדויקות של עיצוב אלומה כדי לכוון את האלומות הצרות בתדר גבוה אל המקלט, והיגוי אלומה יכול להיות קשה בסביבות דינמיות. אתגר נוסף הוא מעקב אחר אלומה, מכיוון שיש לנטר כל הזמן את מיקום המקלט כדי להתאים את היגוי האלומה בזמן אמת, מה שמוסיף למורכבות המערכת.

מעבדת ה-6G באוניברסיטת נורת'איסט, ארה"ב, חוקרת מערכות MIMO רחבות פס של 130 גיגה-הרץ כדי להגדיל את תפוקת הנתונים ומרחק השידור.

אתגרים ברמת הרשת

אתגרים ברמת הרשת כוללים סוגיות הקשורות לצפיפות הרשת והפרעות, השהייה ואמינות, ואינטגרציה עם רשתות הטרוגניות.

ברמת הרשת, הביצועים תלויים בטיפול בבעיות הנובעות מצפיפות הרשת והפרעות בין תאים, כמו גם בניהול ספקטרום. רשתות בצפיפות גבוהה עם תאים קטנים רבים יכולות להגביר את ההפרעות בין תאים, ולהפחית את ביצועי הרשת הכוללים. ניהול ספקטרום יעיל חיוני להפחתת הפרעות ולהגדלת ניצול התדרים הזמינים.

גב' הווי יינג יאו, מנהלת תעשיות ופתרונות בחברת Keysight Technologies Inc.

השהייה ואמינות הן גם פרמטרים מרכזיים להשגת יעדי השהייה נמוכה במיוחד (למשל, השהייה של מיקרו-שנייה אחת), ונדרשות טכניקות עיבוד ושידור אותות יעילות ביותר. בנוסף, יש להבטיח קישוריות 6G אמינה בסביבות שונות, כגון אזורים עירוניים, כפריים ומרוחקים.

שילוב רשתות 6G עם רשתות 5G קיימות וטכנולוגיות אלחוטיות אחרות דורש העברה חלקה בין סוגי רשתות וטיפול בבעיות יכולת פעולה הדדית. הבטחת יכולת פעולה הדדית של רכיבי רשת וטכנולוגיות שונות, כגון רשתות לווייניות, יבשתיות ואוויריות, חיונית להשגת יעדי כיסוי וביצועים מקיפים.

מתיאוריה לסימולציה ואמולציה של 6G

חוקרים ממדלים תרחישי שימוש שונים ב-6G, כולל התפשטות ערוצים, צורות גל ורשתות, באמצעות כלי תוכנה לעיצוב סימולציה.

השלב הבא בתהליך פיתוח 6G הוא להפוך את תוצאות הסימולציה הללו לסימולציית אותות בזמן אמת. סימולציה היא גורם מפתח במדידת ביצועי מערכות 6G בערוצים וברשתות בזמן אמת, החל מפרוטוקולים פיזיים ועד לשכבות גבוהות יותר.

סימולציית אותות 6G בסביבה מבוקרת מאפשרת לחוקרים להעריך במדויק את ביצועי מערכות 6G. זה כולל הערכת האתגרים שהוזכרו לעיל בתנאים הניתנים לשחזור וכיוונון עדין של תוכניות לתרחישים שונים. חוקרים יכולים גם ללמוד פגיעויות של המערכת באמצעות סימולציה ולטפל בבעיות אבטחה מוקדם.

6G: ממחקר חדשני למציאות

לדוגמה, כדי לתרום לפיתוח טכנולוגיית 6G, Keysight שיתפה פעולה עם חוקרי 6G באוניברסיטת נורת'איסטרן כדי לחקור מערכות MIMO רחבות פס של 130 גיגה-הרץ ולבצע מחקר בזמן אמת של קרוב ל-THz בשכבת הרשת.

השוק צופה ש-6G יהיה מסחרי עד 2030 - כלומר, יש לנו לכל היותר חמש שנים לממש מוצרים ויישומים העומדים בתקנים שעדיין נמצאים בתהליך גיבוש סופי. חוקרים, מתכנני מכשירים ורכיבים, מומחי בדיקה ומדידה, מהנדסי רשתות ואבטחת סייבר ורגולטורים משתפים פעולה ברחבי המערכת האקולוגית של 6G כדי להפוך את 6G למציאות.

Hwee Yng Yeo, Keysight Technologies

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