Desafios na validação de inovações 6G

DNVN - Para que as inovações práticas do 6G se concretizem, os pesquisadores enfrentam muitas dificuldades na certificação da próxima geração da tecnologia de informação sem fio. Da teoria às equações matemáticas e à implantação real do 6G, os processos são muito complexos, exigindo planejamento cuidadoso, testes e medições para especificar com precisão as frequências ultra-altas.

A pesquisa em 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 os protocolos de camadas superiores. Os pesquisadores devem abordar desafios tanto no nível do canal quanto no nível da rede.

Desafios ao nível do canal

No nível do canal, a transmissão de sinais de alta frequência enfrenta diversos desafios, incluindo a perda de percurso, visto que as bandas de terahertz (THz) e sub-terahertz possuem alta atenuação, causando uma queda acentuada na intensidade do sinal em longas distâncias. Essas bandas também apresentam o problema de diafonia, em que os sinais de alta frequência sofrem atenuação ao encontrarem obstáculos como árvores ou edifícios, criando problemas de cobertura.

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

Existem também desafios relacionados aos orçamentos de potência de transmissão. A ampla largura de banda dos sinais 6G pode levar a uma baixa relação sinal-ruído, visto que a potência é distribuída por uma faixa mais ampla.

Os problemas com a propagação por múltiplos caminhos incluem interferência e desvanecimento. Os sinais refletidos pela 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 de múltiplos caminhos altera a qualidade do sinal e reduz a confiabilidade da transmissão.

Na geração e gerenciamento de feixes, técnicas precisas de formação de feixe 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, já que 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, nos 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 em nível de rede incluem questões relacionadas à densidade e interferência da rede, latência e confiabilidade, e integração com redes heterogêneas.

Em nível de rede, o desempenho depende da mitigação de problemas decorrentes da densidade da rede e da interferência intercelular, bem como da gestão do espectro. Redes de alta densidade com muitas células pequenas podem aumentar a interferência intercelular, reduzindo o desempenho geral da rede. A gestão 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, é preciso garantir conectividade 6G confiável em diferentes ambientes, como áreas urbanas, rurais e remotas.

A integração de redes 6G com redes 5G existentes e outras tecnologias sem fio exige uma transição 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 de satélite, terrestres e aéreas, é essencial para alcançar metas abrangentes de cobertura e desempenho.

Da teoria à simulação e emulação do 6G

Os pesquisadores estão modelando diferentes cenários de uso do 6G, incluindo propagação de canal, formas de onda e redes, utilizando ferramentas de software de projeto de simulação.

O próximo passo no processo de desenvolvimento do 6G é transformar esses resultados de simulação em simulação de sinal em tempo real. A simulação é um fator crucial para medir o 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 os pesquisadores avaliem com precisão o desempenho dos sistemas 6G. Isso inclui a avaliação dos desafios mencionados acima em condições reproduzíveis e o ajuste fino de programas para diferentes cenários. Os pesquisadores também podem estudar as vulnerabilidades do sistema por meio de simulação e solucionar 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 na faixa de quase 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 redes e de segurança cibernética e órgãos reguladores estão colaborando em todo o ecossistema 6G para tornar o 6G 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