Desafios na validação de inovações 6G

DNVN - Para que inovações práticas em 6G surjam, os pesquisadores enfrentam muitas dificuldades na certificação da próxima geração de tecnologia da informação sem fio. Da teoria e das equações matemáticas à implantação real do 6G, a complexidade é enorme, exigindo planejamento, testes e medições cuidadosos para especificar com precisão as frequências ultra-altas.

A pesquisa 6G não deve apenas explorar características específicas do canal, mas também validar o desempenho de frequências, formas de onda e outros novos recursos, desde a camada física até protocolos de camadas superiores. Os pesquisadores devem enfrentar os desafios tanto no nível do canal quanto da rede.

Desafios em nível de canal

No nível do canal, a transmissão de sinais de alta frequência enfrenta diversos desafios, incluindo perda de trajetória, já que as bandas de terahertz (THz) e subterahertz apresentam alta atenuação, causando queda acentuada da intensidade do sinal em longas distâncias. Essas bandas também apresentam o problema de diafonia, em que os sinais de alta frequência perdem a intensidade ao encontrar obstáculos como árvores ou prédios, criando problemas de cobertura.

Outro problema é a absorção atmosférica. Os sinais em THz são particularmente sensíveis à absorção por gases na atmosfera, o que reduz a intensidade e a confiabilidade do sinal.

Também há desafios com os orçamentos de potência de transmissão. A ampla largura de banda dos sinais 6G pode levar a uma baixa relação sinal-ruído, já que a potência é distribuída por uma faixa mais ampla.

Problemas com propagação multipercurso incluem interferência e desvanecimento. Os sinais refletidos da superfície chegam ao receptor em momentos diferentes, resultando em interferência e distorção do sinal. Esse problema é mais grave em ambientes urbanos. Quando ocorre o desvanecimento, a rápida variação da amplitude do sinal devido aos efeitos multipercurso altera a qualidade do sinal e reduz a confiabilidade da transmissão.

Na geração e gerenciamento de feixes, técnicas precisas de formação de feixes são necessárias para direcionar os feixes estreitos de alta frequência para o receptor, e o direcionamento do feixe pode ser difícil em ambientes dinâmicos. Outro desafio é o rastreamento do feixe, pois a posição do receptor deve ser monitorada constantemente para ajustar o direcionamento do feixe em tempo real, aumentando a complexidade do sistema.

O Laboratório 6G da Northeast University, EUA, está pesquisando sistemas MIMO de banda larga de 130 GHz para aumentar a taxa de transferência de dados e a distância de transmissão.

Desafios em nível de rede

Os desafios no nível da rede incluem problemas relacionados à densidade e interferência da rede, latência e confiabilidade, e integração com redes heterogêneas.

No nível da rede, o desempenho depende da mitigação de problemas decorrentes da densidade da rede e da interferência entre células, bem como do gerenciamento do espectro. Redes de alta densidade com muitas células pequenas podem aumentar a interferência entre células, reduzindo o desempenho geral da rede. O gerenciamento eficiente do espectro é essencial para reduzir a interferência e aumentar a utilização das frequências disponíveis.

Sra. Hwee Yng Yeo, Diretora de Indústrias e Soluções da Keysight Technologies Inc.

Latência e confiabilidade também são parâmetros essenciais para atingir metas de latência ultrabaixa (por exemplo, latência de 1 microssegundo), sendo necessárias técnicas de processamento e transmissão de sinal altamente eficientes. Além disso, a conectividade 6G confiável precisa ser garantida em diferentes ambientes, como áreas urbanas, rurais e remotas.

A integração de redes 6G com as redes 5G existentes e outras tecnologias sem fio exige uma transferência perfeita entre os tipos de rede e a resolução de problemas de interoperabilidade. Garantir a interoperabilidade de diferentes componentes e tecnologias de rede, como redes via satélite, terrestres e aéreas, é essencial para atingir metas abrangentes de cobertura e desempenho.

Da teoria à simulação e emulação do 6G

Pesquisadores estão modelando diferentes cenários de uso de 6G, incluindo propagação de canais, formas de onda e redes, usando ferramentas de software de design de simulação.

O próximo passo no processo de desenvolvimento do 6G é transformar esses resultados de simulação em simulação de sinais em tempo real. A simulação é um fator-chave na medição do desempenho de sistemas 6G em canais e redes em tempo real, desde protocolos físicos até camadas superiores.

A simulação de sinais 6G em um ambiente controlado permite que pesquisadores avaliem com precisão o desempenho dos sistemas 6G. Isso inclui avaliar os desafios mencionados acima em condições reproduzíveis e ajustar programas para diferentes cenários. Os pesquisadores também podem estudar vulnerabilidades do sistema por meio de simulação e abordar problemas de segurança precocemente.

6G: Da pesquisa inovadora à realidade

Por exemplo, para contribuir com o desenvolvimento da tecnologia 6G, a Keysight colaborou com pesquisadores de 6G da Northeastern University para explorar sistemas MIMO de banda larga de 130 GHz e conduzir pesquisas em tempo real de near-THz na camada de rede.

O mercado espera que o 6G seja comercializado até 2030 – o que significa que temos no máximo cinco anos para desenvolver produtos e aplicações que estejam em conformidade com os padrões que ainda estão sendo finalizados. Pesquisadores, projetistas de dispositivos e componentes, especialistas em testes e medições, engenheiros de rede e segurança cibernética e reguladores estão colaborando em todo o ecossistema 6G para torná-lo uma realidade.

Hwee Yng Yeo, Keysight Technologies

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