Uitdagingen bij de certificering van 6G-innovaties

DNVN - Om praktische 6G-innovaties te realiseren, staan ​​onderzoekers voor talrijke uitdagingen bij het certificeren van de conformiteit van de volgende generatie draadloze informatietechnologie. Van theorie en wiskundige vergelijkingen tot de praktische implementatie van 6G is het proces complex en vereist het nauwgezette planning, testen en metingen om ultrahoge frequenties nauwkeurig te specificeren.

6G-onderzoek helpt niet alleen bij het verkennen van specifieke kanaalkarakteristieken, maar ook bij het valideren van de prestaties van frequenties, golfvormen en andere nieuwe functies, van de fysieke laag tot protocollen op hogere lagen. Onderzoekers moeten uitdagende problemen op zowel kanaal- als netwerkniveau aanpakken.

Uitdagingen op kanaalniveau

Op kanaalniveau brengt het verzenden van hoogfrequente signalen talrijke uitdagingen met zich mee, waaronder transmissieverlies, aangezien terahertz (THz) en nabij-terahertzbanden een hoge demping vertonen, waardoor de signaalsterkte over lange afstanden sterk afneemt. Deze banden hebben ook last van overspraak, waarbij hoogfrequente signalen verzwakken wanneer ze obstakels zoals bomen of gebouwen tegenkomen, wat tot dekkingsproblemen leidt.

Een ander probleem is atmosferische absorptie. THz-signalen zijn bijzonder gevoelig voor absorptie door gassen in de atmosfeer, wat de signaalsterkte en betrouwbaarheid vermindert.

Daarnaast zijn er uitdagingen met betrekking tot het budgetteren van het transmissievermogen. De brede bandbreedte van 6G-signalen kan leiden tot een lagere signaal-ruisverhouding, omdat de energie over een bredere frequentieband wordt verspreid.

Problemen die samenhangen met meerpadvoortplanting zijn onder andere interferentie en fading. Signalen die op verschillende tijdstippen van oppervlakken naar de ontvanger worden gereflecteerd, leiden tot interferentie en signaalvervorming. Dit probleem is nog ernstiger in stedelijke omgevingen. Wanneer fading optreedt, verandert de snelle variatie in signaalamplitude als gevolg van meerpadvoortplantingseffecten de signaalkwaliteit en vermindert de betrouwbaarheid van de transmissie.

Bij het genereren en beheren van beamforming zijn nauwkeurige beamformingtechnieken nodig om smalle, hoogfrequente bundels naar de ontvanger te richten. Beamforming kan in dynamische omgevingen een uitdaging vormen. Een andere uitdaging is het volgen van de bundel, omdat de positie van de ontvanger constant moet worden gemonitord om de bundeloriëntatie in realtime aan te passen, wat het systeem complexer maakt.

Het 6G Lab van Northeast University in de VS doet onderzoek naar een 130 GHz breedband MIMO-systeem om de datadoorvoer en de transmissieafstand te vergroten.

Uitdagingen op netwerkniveau

Uitdagingen op netwerkniveau omvatten kwesties met betrekking tot netwerkdichtheid en interferentie, latentie en betrouwbaarheid, en de mogelijkheid om te integreren met heterogene netwerken.

Op netwerkniveau hangt de prestatie af van het beperken van problemen die voortkomen uit netwerkdichtheid en interferentie tussen cellen, evenals van spectrumbeheer. Netwerken met een hoge dichtheid en veel kleine cellen kunnen de interferentie tussen cellen verhogen, waardoor de algehele netwerkprestatie afneemt. Efficiënt spectrumbeheer is cruciaal voor het verminderen van interferentie en het verhogen van het gebruik van beschikbare frequenties.

Mevrouw Hwee Yng Yeo, directeur Industrie en Oplossingen bij Keysight Technologies Inc.

Latentie en betrouwbaarheid zijn ook cruciale parameters voor het behalen van ultralage latentiedoelen (zoals een latentie van 1 microseconde) en vereisen zeer efficiënte signaalverwerkings- en transmissietechnieken. Bovendien moet betrouwbare 6G-connectiviteit worden gegarandeerd in uiteenlopende omgevingen, zoals stedelijke, landelijke en afgelegen gebieden.

De integratie van 6G-netwerken met bestaande 5G-netwerken en andere draadloze technologieën vereist naadloze overgangen tussen netwerktypen en het aanpakken van interoperabiliteitsproblemen. Het waarborgen van de interoperabiliteit van verschillende netwerkcomponenten en -technologieën, zoals satelliet-, aardse en luchtnetwerken, is essentieel voor het bereiken van een alomvattende dekking en het behalen van prestatiedoelen.

Van theorie naar simulatie en modellering van 6G.

Onderzoekers modelleren verschillende 6G-gebruiksscenario's, waaronder kanaalvoortplanting, golfvormen en netwerken, met behulp van simulatiesoftware.

De volgende stap in dit 6G-ontwikkelingsproces is het vertalen van deze simulatieresultaten naar realistische signaalsimulaties. Simulatie is een cruciale factor bij het meten van de prestaties van 6G-systemen in realtime kanalen en netwerken, van fysieke protocollen tot hogere lagen.

Door 6G-signalen in een gecontroleerde omgeving te simuleren, kunnen onderzoekers de prestaties van 6G-systemen nauwkeurig beoordelen. Dit werk omvat het evalueren van de bovengenoemde uitdagingen onder reproduceerbare omstandigheden, evenals het verfijnen van programma's voor verschillende scenario's. Onderzoekers kunnen via simulatie ook systeemkwetsbaarheden bestuderen en beveiligingsproblemen in een vroeg stadium aanpakken.

6G: Van innovatief onderzoek naar de realiteit

Om bijvoorbeeld bij te dragen aan de ontwikkeling van 6G-technologie, werkte Keysight samen met 6G-onderzoekers van Northeastern University om 130 GHz breedband MIMO-systemen te onderzoeken en realtime onderzoek naar bijna-THz-frequenties op netwerkniveau uit te voeren.

De markt verwacht dat 6G in 2030 commercieel beschikbaar zal zijn. Dat betekent dat we maximaal vijf jaar de tijd hebben om producten en toepassingen te ontwikkelen die aan de standaard voldoen, die momenteel nog in ontwikkeling is. Onderzoekers, ontwerpers van apparaten en componenten, experts op het gebied van testen en meten, netwerk- en cybersecurity-ingenieurs en regelgevende instanties werken binnen het gehele 6G-ecosysteem samen om 6G te realiseren.

Hwee Yng Yeo, Keysight-technologieën

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