Fremtiden for 6G-nettverksforskning og energieffektivitet

DNVN – På det nylige 6G-toppmøtet under Network X-arrangementet i Dallas, Texas (USA), presenterte deltakerne en rekke resultater som identifiserte prioriterte arbeidspunkter, standardiseringsorganisasjonen 3GPPs første 6G-definisjon og 6G-økosystemet.

Det har vært mye diskusjon i akademia og markedskretser om hvilken rolle forskningen kan spille i å forme fremtiden til 6G.

Tidligere foreslo 3GPP-workshopen som ble holdt i Korea i mars 2025, basert på forskning og markedsorientering, 237 anbefalinger for å påvirke og justere prioriteringene for 6G. Et annet resultat av denne dialogprosessen var å understreke behovet for å bygge et digitalt stoff som legger til rette for utvikling av innovative tjenester i maskinernes og AI-ens tidsalder, samt å bringe to viktige typer verdi: å redusere totale eierkostnader (TCO) og skape nye inntektsstrømmer for operatører.

Det var sterk enighet blant foredragsholderne på arrangementet om at «bærekraft har blitt et moteord i disse dager.» Denne oppfatningen gjenspeiler den synkende prioriteringen som gis til bærekraftig utvikling, og kriteriene ser ikke lenger ut til å være et rigid krav for 6G.

Uansett hvordan bærekraft prioriteres, er kostnadene for strømforbruk for operatører fortsatt for høye. Det er anslått at denne kostnaden utgjør 20 % til 40 % av operatørenes driftskostnader. Å forbedre energieffektiviteten for å redusere kostnader er nå et grunnleggende behov for operatører, noe som krever at markeds- og akademiske forskere samarbeider for å løse 6G-teknologiproblemet.

Utviklingen av mobilnettverk i en tidsalder med maskintilkobling og kunstig intelligens

Nylige fremskritt innen energieffektivitet

Mobilnettverk er designet for høy ytelse, men de er egentlig ikke optimalisert for energisparing. Tidlige tiltak fra 3GPP (3rd Generation Partnership Project) fokuserte på energisparing og forlenget batterilevetid for terminaler. Etter hvert som databehovet økte, økte også strømforbruket – og operatørene fant ut at radiotilgangsnettverket forbrukte mer enn 70 prosent av det totale strømforbruket.

Som et resultat har det blitt introdusert forskjellige mekanismer for basestasjonens «hviletilstand». Effektforsterkeren, som fortsatt er den mest strømkrevende komponenten, har forbedret ytelse og oppvåkningstid. Disse forbedringene oppveies imidlertid av den stadig økende etterspørselen etter data, mens komponentens strømforbruk fortsetter å øke med en hastighet på 2,8 % per år.

Forskningsaktiviteter, både akademisk og markedsmessig, pågår for å adressere energieffektivitet på alle nivåer, inkludert: Betydelig reduksjon av unødvendige overføringer; Lean design: tidsdomene + romdomene og frekvensdomene; Energisparende algoritmer for UE-aktiverte nettverk; Nye energisparende 6G-luftgrensesnitt.

Samtidig synkronisering av søvntid for DL-nedlink og UL-opplink; Automatisk bærebølge av/på i flerlagskonfigurasjon; Forbedret interferenshåndtering for forbedret spektrumeffektivitet; Nye energieffektive bølgeformer; Felles AI/ML - GPU-akselerert BBU-basebåndprosessor ... Alt for energieffektivitet samtidig som påvirkningen på KPI-er minimeres.

Bytte nettverk

Vi er midt i en overgang fra dagens mobilnettverk, som tilbyr tilkobling og dataoverføring, til et utviklet nettverk som gjør det mulig for maskiner og mennesker å samarbeide på en tilkoblet digital infrastruktur. Dette nettverket vil levere underholdnings- og helbredelsesopplevelser, gjøre det mulig for mennesker å jobbe, drive smarte fabrikker, roboter til å utføre katastrofegjenopprettingsoppdrag og droner til å finne og levere pakker presist. Dette transformerte nettverket vil møte kommunikasjonsbehovene til mennesker og maskiner i AI-æraen.

Dette transformative nettverket krever ytelse, pålitelighet, sikkerhet, allestedsnærværende tilkobling og omfattende intelligens som er mange ganger høyere enn dagens nettverk. Dette nettverket har evnen til å registrere omgivelsene sine og tilpasse seg behovene til brukere og maskiner på nettverket.

For å møte disse høye kravene må 6G-nettverk operere mer effektivt på tvers av alle lag – fra det fysiske laget til komponenter, drift og applikasjoner. Disse omfattende ytelsesforbedringene vil føre til større energieffektivitet (tabell 1).

Noen eksempler på fremskritt som bidrar til forbedret energieffektivitet.

Framtid

Til dags dato har ikke forskning og markedsarbeid, samt standardiseringsaktiviteter, redusert strømforbruket betydelig. 5G-basestasjoner er imidlertid designet for å bruke mindre strøm, og LTE-basestasjoner fases gradvis ut. Overgangen av eksisterende nettverk til 5G vil bidra til å forbedre energieffektiviteten og realisere fordelene med redusert strømforbruk.

I tillegg vil teknologiske fremskritt på tvers av nettverkslag, kombinert med energisparende teknikker i nettverkskanten, bidra til å redusere det totale strømforbruket.

Tidlig 6G-teknologi skaper kanskje ikke den ideelle fremtiden for energieffektivitet. Men den vil legge grunnlaget for omfattende energieffektivitet, og flytte energieffektivitet fra et problem etter utrulling til en designtilstand.

Akhilesh Daniel, assisterende direktør for 6G-forskning, Keysight Technologies

Kilde: https://doanhnghiepvn.vn/kinh-te/kinh-doanh/tuong-lai-cua-nghien-cuu-mang-6g-va-hieu-qua-su-dung-nang-luong/20250819103810624