การวิจัย 6G ไม่เพียงแต่ต้อง สำรวจ คุณลักษณะเฉพาะของช่องสัญญาณเท่านั้น แต่ยังต้องตรวจสอบประสิทธิภาพของความถี่ รูปคลื่น และคุณสมบัติใหม่ๆ อื่นๆ ตั้งแต่ระดับชั้นกายภาพไปจนถึงโปรโตคอลระดับชั้นที่สูงขึ้นด้วย นักวิจัยต้องรับมือกับความท้าทายทั้งในระดับช่องสัญญาณและเครือข่าย
ความท้าทายระดับช่อง
ในระดับช่องสัญญาณ การส่งสัญญาณความถี่สูงเต็มไปด้วยความท้าทายต่างๆ รวมถึงการสูญเสียสัญญาณ เนื่องจากย่านความถี่เทราเฮิรตซ์ (THz) และย่านความถี่ต่ำกว่าเทราเฮิรตซ์มีการลดทอนสัญญาณสูง ทำให้ความแรงของสัญญาณลดลงอย่างรวดเร็วในระยะทางไกล นอกจากนี้ ย่านความถี่เหล่านี้ยังมีปัญหาการสูญเสียสัญญาณรบกวน (crosstalk loss) ซึ่งสัญญาณความถี่สูงจะจางลงเมื่อพบสิ่งกีดขวาง เช่น ต้นไม้หรืออาคาร ทำให้เกิดปัญหาการครอบคลุมสัญญาณ
ปัญหาอีกประการหนึ่งคือการดูดซับของบรรยากาศ สัญญาณ THz อ่อนไหวต่อการดูดซับโดยก๊าซในบรรยากาศเป็นพิเศษ ซึ่งทำให้ความแรงและความน่าเชื่อถือของสัญญาณลดลง
นอกจากนี้ ยังมีความท้าทายเกี่ยวกับงบประมาณกำลังส่ง แบนด์วิดท์ที่กว้างของสัญญาณ 6G อาจส่งผลให้อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนต่ำ เนื่องจากกำลังส่งกระจายไปในแถบความถี่ที่กว้างขึ้น
ปัญหาการแพร่กระจายสัญญาณแบบหลายเส้นทาง (multipath propagation) รวมถึงการรบกวนและการเฟดสัญญาณ สัญญาณที่สะท้อนจากพื้นผิวจะมาถึงเครื่องรับในเวลาที่ต่างกัน ส่งผลให้เกิดการรบกวนและการบิดเบือนสัญญาณ ปัญหานี้รุนแรงยิ่งขึ้นในสภาพแวดล้อมในเมือง เมื่อเกิดการเฟดสัญญาณ การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของแอมพลิจูดสัญญาณอันเนื่องมาจากผลกระทบแบบหลายเส้นทางจะเปลี่ยนแปลงคุณภาพของสัญญาณและลดความน่าเชื่อถือของการส่งสัญญาณ
ในการสร้างและจัดการลำแสง จำเป็นต้องใช้เทคนิคการสร้างลำแสงที่แม่นยำเพื่อนำลำแสงความถี่สูงไปยังตัวรับ และการควบคุมทิศทางลำแสงอาจเป็นเรื่องยากในสภาพแวดล้อมแบบไดนามิก อีกความท้าทายหนึ่งคือการติดตามลำแสง เนื่องจากจำเป็นต้องตรวจสอบตำแหน่งของตัวรับอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับการควบคุมทิศทางลำแสงแบบเรียลไทม์ ทำให้ระบบมีความซับซ้อนมากขึ้น
ความท้าทายในระดับเครือข่าย
ความท้าทายในระดับเครือข่ายได้แก่ ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความหนาแน่นและการรบกวนของเครือข่าย ความหน่วงและความน่าเชื่อถือ และการรวมเข้ากับเครือข่ายที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน
ในระดับเครือข่าย ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับการบรรเทาปัญหาที่เกิดจากความหนาแน่นของเครือข่ายและการรบกวนระหว่างเซลล์ รวมถึงการจัดการคลื่นความถี่ เครือข่ายความหนาแน่นสูงที่มีเซลล์ขนาดเล็กจำนวนมากอาจเพิ่มการรบกวนระหว่างเซลล์ ส่งผลให้ประสิทธิภาพโดยรวมของเครือข่ายลดลง การจัดการคลื่นความถี่อย่างมีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญเพื่อลดการรบกวนและเพิ่มการใช้งานคลื่นความถี่ที่มีอยู่
ความหน่วงและความน่าเชื่อถือยังเป็นปัจจัยสำคัญในการบรรลุเป้าหมายความหน่วงต่ำพิเศษ (เช่น ความหน่วง 1 ไมโครวินาที) และจำเป็นต้องมีเทคนิคการประมวลผลและการส่งสัญญาณที่มีประสิทธิภาพสูง นอกจากนี้ จำเป็นต้องสร้างความมั่นใจให้กับการเชื่อมต่อ 6G ที่เชื่อถือได้ในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน เช่น ในเมือง ชนบท และพื้นที่ห่างไกล
การบูรณาการเครือข่าย 6G เข้ากับเครือข่าย 5G ที่มีอยู่และเทคโนโลยีไร้สายอื่นๆ จำเป็นต้องอาศัยการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างเครือข่ายประเภทต่างๆ อย่างราบรื่นและการแก้ไขปัญหาด้านความสามารถในการทำงานร่วมกัน การรับรองความสามารถในการทำงานร่วมกันของส่วนประกอบและเทคโนโลยีเครือข่ายต่างๆ เช่น เครือข่ายดาวเทียม เครือข่ายภาคพื้นดิน และเครือข่ายทางอากาศ เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการบรรลุเป้าหมายด้านความครอบคลุมและประสิทธิภาพที่ครอบคลุม
จากทฤษฎีสู่การจำลองและจำลอง 6G
นักวิจัยกำลังสร้างแบบจำลองสถานการณ์การใช้งาน 6G ที่แตกต่างกัน รวมถึงการแพร่กระจายช่องสัญญาณ รูปคลื่น และเครือข่าย โดยใช้เครื่องมือซอฟต์แวร์การออกแบบการจำลอง
ขั้นตอนต่อไปในกระบวนการพัฒนา 6G คือการเปลี่ยนผลการจำลองเหล่านี้ให้เป็นการจำลองสัญญาณแบบเรียลไทม์ การจำลองเป็นปัจจัยสำคัญในการวัดประสิทธิภาพของระบบ 6G ในช่องสัญญาณและเครือข่ายแบบเรียลไทม์ ตั้งแต่โปรโตคอลทางกายภาพไปจนถึงเลเยอร์ที่สูงกว่า
การจำลองสัญญาณ 6G ในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมช่วยให้นักวิจัยสามารถประเมินประสิทธิภาพของระบบ 6G ได้อย่างแม่นยำ ซึ่งรวมถึงการประเมินความท้าทายที่กล่าวถึงข้างต้นภายใต้เงื่อนไขที่สามารถทำซ้ำได้ และการปรับแต่งโปรแกรมให้เหมาะสมกับสถานการณ์ต่างๆ นอกจากนี้ นักวิจัยยังสามารถศึกษาช่องโหว่ของระบบผ่านการจำลองสถานการณ์และแก้ไขปัญหาด้านความปลอดภัยได้ตั้งแต่เนิ่นๆ
6G: จากการวิจัยเชิงนวัตกรรมสู่ความเป็นจริง
ตัวอย่างเช่น เพื่อมีส่วนสนับสนุนการพัฒนาเทคโนโลยี 6G บริษัท Keysight ได้ร่วมมือกับนักวิจัยด้าน 6G จากมหาวิทยาลัยนอร์ทอีสเทิร์นเพื่อสำรวจระบบ MIMO แบนด์กว้าง 130 GHz และดำเนินการวิจัยแบบเรียลไทม์ที่ระดับใกล้เคียง THz ที่เลเยอร์เครือข่าย
ตลาดคาดการณ์ว่า 6G จะวางจำหน่ายเชิงพาณิชย์ภายในปี 2030 ซึ่งหมายความว่าเรามีเวลาสูงสุดห้าปีในการสร้างผลิตภัณฑ์และแอปพลิเคชันที่สอดคล้องกับมาตรฐานที่ยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาขั้นสุดท้าย นักวิจัย นักออกแบบอุปกรณ์และส่วนประกอบ ผู้เชี่ยวชาญด้านการทดสอบและการวัดผล วิศวกรเครือข่ายและความปลอดภัยทางไซเบอร์ และหน่วยงานกำกับดูแล กำลังร่วมมือกันทั่วทั้งระบบนิเวศ 6G เพื่อทำให้ 6G เป็นจริง
ที่มา: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/nhung-thach-thuc-trong-xac-nhan-hop-chuan-cho-cac-sang-tao-6g/20250619052935383
การแสดงความคิดเห็น (0)