6Gイノベーションの検証における課題

DNVN - 実用的な6Gイノベーションの実現に向けて、研究者たちは次世代無線情報技術の認証において多くの困難に直面しています。理論、数式、そして実際の6G導入に至るまで、非常に複雑な作業であり、超高周波周波数を正確に規定するためには、綿密な計画、試験、そして測定が必要です。

6Gの研究では、特定のチャネル特性を探求するだけでなく、物理層から上位層プロトコルに至るまで、周波数、波形、その他の新機能の性能を検証する必要があります。研究者は、チャネルレベルとネットワークレベルの両方で課題に取り組まなければなりません。

チャネルレベルの課題

チャネルレベルでは、高周波信号伝送は多くの課題を抱えています。例えば、テラヘルツ（THz）帯およびサブテラヘルツ帯は減衰率が高く、長距離伝送では信号強度が急激に低下するため、経路損失の問題があります。また、これらの帯域にはクロストークの問題もあります。クロストークとは、高周波信号が木や建物などの障害物に遭遇すると減衰し、カバレッジの問題を引き起こすことです。

もう一つの問題は大気吸収です。THz信号は大気中のガスによる吸収に特に敏感で、信号強度と信頼性が低下します。

送信電力の予算にも課題があります。6G信号は帯域幅が広く、電力がより広い帯域に分散されるため、信号対雑音比（S/N比）が低下する可能性があります。

マルチパス伝搬の問題には、干渉とフェージングがあります。地表で反射された信号は受信機に異なる時間に到達し、干渉や信号歪みを引き起こします。この問題は都市環境でより深刻です。フェージングが発生すると、マルチパスの影響による信号振幅の急激な変動によって信号品質が変化し、伝送の信頼性が低下します。

ビーム生成と管理においては、高周波の狭いビームを受信機に導くための精密なビームフォーミング技術が必要であり、動的な環境ではビームステアリングが困難になる場合があります。また、ビームトラッキングも課題の一つです。ビームステアリングをリアルタイムで調整するためには、受信機の位置を常に監視する必要があり、システムの複雑さが増します。

米国ノースイースト大学の 6G ラボでは、データ スループットと伝送距離を向上させる 130 GHz 広帯域 MIMO システムを研究しています。

ネットワークレベルの課題

ネットワーク レベルの課題には、ネットワーク密度と干渉、遅延と信頼性、異種ネットワークとの統合に関する問題が含まれます。

ネットワークレベルでは、パフォーマンスはネットワーク密度とセル間干渉に起因する問題の軽減、そしてスペクトル管理に大きく左右されます。多数のスモールセルを含む高密度ネットワークでは、セル間干渉が増加し、ネットワーク全体のパフォーマンスが低下する可能性があります。干渉を低減し、利用可能な周波数の利用率を高めるには、効率的なスペクトル管理が不可欠です。

キーサイト・テクノロジーズ社のインダストリーズおよびソリューション担当ディレクター、Hwee Yng Yeo 氏

超低遅延目標（例：1マイクロ秒の遅延）を達成するために、遅延と信頼性も重要なパラメータであり、高効率な信号処理および伝送技術が求められます。さらに、都市部、農村部、遠隔地など、さまざまな環境において信頼性の高い6G接続を確保する必要があります。

6Gネットワ​​ークを既存の5Gネットワ​​ークやその他の無線技術と統合するには、ネットワークタイプ間のシームレスなハンドオーバーと相互運用性の問題への対処が必要です。衛星、地上、航空ネットワークなど、異なるネットワークコンポーネントと技術の相互運用性を確保することは、包括的なカバレッジとパフォーマンスの目標を達成するために不可欠です。

6Gの理論からシミュレーション、エミュレーションまで

研究者は、シミュレーション設計ソフトウェア ツールを使用して、チャネル伝播、波形、ネットワークなどのさまざまな 6G 使用シナリオをモデル化しています。

6G開発プロセスの次のステップは、これらのシミュレーション結果をリアルタイム信号シミュレーションに変換することです。シミュレーションは、物理プロトコルから上位層に至るまで、リアルタイムチャネルとネットワークにおける6Gシステムのパフォーマンスを測定する上で重要な要素です。

制御された環境で6G信号をシミュレーションすることで、研究者は6Gシステムの性能を正確に評価できます。これには、再現可能な条件下で上記の課題を評価し、様々なシナリオに合わせてプログラムを微調整することが含まれます。また、研究者はシミュレーションを通じてシステムの脆弱性を調査し、セキュリティ上の問題を早期に解決することもできます。

6G：革新的な研究から現実へ

たとえば、6G テクノロジーの開発に貢献するため、キーサイトはノースイースタン大学の 6G 研究者と協力し、130 GHz の広帯域 MIMO システムを調査し、ネットワーク層でリアルタイムの近 THz 研究を実施しました。

市場は6Gの商用化が2030年までに実現すると予想しています。つまり、現在策定中の規格に準拠した製品やアプリケーションを実現するには、最長5年しか残されていないということです。研究者、デバイスおよびコンポーネント設計者、試験・計測の専門家、ネットワークおよびサイバーセキュリティのエンジニア、そして規制当局は、6Gエコシステム全体で協力し、6Gの実現に取り組んでいます。

Hwee Yng Yeo、キーサイト・テクノロジーズ

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