Provocări în validarea inovațiilor 6G

Cercetarea în domeniul 6G nu trebuie doar să exploreze caracteristicile specifice ale canalelor, ci și să valideze performanța frecvențelor, formelor de undă și a altor caracteristici noi, de la nivelul fizic la protocoalele de nivel superior. Cercetătorii trebuie să abordeze provocările atât la nivel de canal, cât și la nivel de rețea.

Provocări la nivel de canal

La nivel de canal, transmisia semnalelor de înaltă frecvență este plină de provocări, inclusiv pierderi de cale, deoarece benzile de terahertz (THz) și sub-terahertz au o atenuare ridicată, ceea ce determină o scădere bruscă a intensității semnalului pe distanțe lungi. Aceste benzi prezintă, de asemenea, problema diafoniei, în care semnalele de înaltă frecvență se estompează atunci când întâlnesc obstacole precum copaci sau clădiri, creând probleme de acoperire.

O altă problemă este absorbția atmosferică. Semnalele THz sunt deosebit de sensibile la absorbția de către gazele din atmosferă, ceea ce reduce puterea și fiabilitatea semnalului.

Există, de asemenea, provocări legate de bugetele de putere de transmisie. Lățimea de bandă largă a semnalelor 6G ar putea duce la un raport semnal-zgomot scăzut, deoarece puterea este distribuită pe o bandă mai largă.

Problemele legate de propagarea pe căi multiple includ interferențele și fading-ul. Semnalele reflectate de la suprafață ajung la receptor în momente diferite, rezultând interferențe și distorsiuni ale semnalului. Această problemă este mai gravă în mediile urbane. Când are loc fading-ul, variația rapidă a amplitudinii semnalului din cauza efectelor de căi multiple modifică calitatea semnalului și reduce fiabilitatea transmisiei.

În generarea și gestionarea fasciculului, sunt necesare tehnici precise de formare a fasciculului pentru a direcționa fasciculele înguste de înaltă frecvență către receptor, iar direcționarea fasciculului poate fi dificilă în medii dinamice. O altă provocare este urmărirea fasciculului, deoarece poziția receptorului trebuie monitorizată constant pentru a ajusta direcționarea fasciculului în timp real, ceea ce sporește complexitatea sistemului.

Laboratorul 6G de la Universitatea Northeast din SUA cercetează sistemele MIMO cu bandă largă de 130 GHz pentru a crește debitul de date și distanța de transmisie.

Provocări la nivel de rețea

Provocările la nivel de rețea includ probleme legate de densitatea și interferențele rețelei, latență și fiabilitate, precum și integrarea cu rețele eterogene.

La nivel de rețea, performanța depinde de atenuarea problemelor care apar din densitatea rețelei și interferențele intercelulare, precum și de gestionarea spectrului. Rețelele de mare densitate cu multe celule mici pot crește interferențele intercelulare, reducând performanța generală a rețelei. Gestionarea eficientă a spectrului este esențială pentru a reduce interferențele și a crește utilizarea frecvențelor disponibile.

Dna Hwee Yng Yeo, directoarea departamentului Industrii și Soluții la Keysight Technologies Inc.

Latența și fiabilitatea sunt, de asemenea, parametri cheie pentru atingerea obiectivelor de latență ultra-scăzută (de exemplu, latență de 1 microsecundă), fiind necesare tehnici de procesare și transmisie a semnalului extrem de eficiente. În plus, trebuie asigurată o conectivitate 6G fiabilă în diferite medii, cum ar fi zonele urbane, rurale și îndepărtate.

Integrarea rețelelor 6G cu rețelele 5G existente și cu alte tehnologii wireless necesită un transfer fără probleme între tipurile de rețea și abordarea problemelor de interoperabilitate. Asigurarea interoperabilității diferitelor componente și tehnologii de rețea, cum ar fi rețelele prin satelit, terestre și aeriene, este esențială pentru atingerea obiectivelor complete de acoperire și performanță.

De la teorie la simulare și emulare a 6G

Cercetătorii modelează diferite scenarii de utilizare a 6G, inclusiv propagarea canalelor, formele de undă și rețelele, folosind instrumente software de proiectare a simulării.

Următorul pas în procesul de dezvoltare 6G este transformarea acestor rezultate ale simulării în simulare a semnalelor în timp real. Simularea este un factor cheie în măsurarea performanței sistemelor 6G în canale și rețele în timp real, de la protocoalele fizice până la nivelurile superioare.

Simularea semnalelor 6G într-un mediu controlat permite cercetătorilor să evalueze cu precizie performanța sistemelor 6G. Aceasta include evaluarea provocărilor menționate mai sus în condiții reproductibile și reglarea fină a programelor pentru diferite scenarii. Cercetătorii pot, de asemenea, studia vulnerabilitățile sistemului prin simulare și pot aborda problemele de securitate din timp.

6G: De la cercetare inovatoare la realitate

De exemplu, pentru a contribui la dezvoltarea tehnologiei 6G, Keysight a colaborat cu cercetătorii 6G de la Universitatea Northeastern pentru a explora sistemele MIMO cu bandă largă de 130 GHz și pentru a efectua cercetări în timp real, aproape de THz, la nivelul rețelei.

Piața se așteaptă ca tehnologia 6G să fie comercializată până în 2030 – ceea ce înseamnă că avem la dispoziție cel mult cinci ani pentru a realiza produse și aplicații care respectă standardele care sunt încă în curs de finalizare. Cercetătorii, proiectanții de dispozitive și componente, experții în testare și măsurare, inginerii de rețea și securitate cibernetică și autoritățile de reglementare colaborează în cadrul ecosistemului 6G pentru a face din 6G o realitate.

Hwee Yng Yeo, Keysight Technologies

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