Проблемы проверки соответствия для инноваций 6G

DNVN — Для внедрения практических инноваций 6G исследователи сталкиваются со множеством трудностей при сертификации следующего поколения беспроводных информационных технологий. От теории и математических уравнений до фактической реализации 6G очень сложны, требуя тщательного планирования, тестирования и измерений для точного определения сверхвысоких частот.

Исследования 6G должны не только изучать конкретные характеристики каналов, но и проверять производительность частот, форм сигналов и других новых функций, от физического уровня до протоколов более высокого уровня. Исследователи должны решать проблемы как на уровне каналов, так и на уровне сетей.

Проблемы на уровне канала

На уровне канала передача высокочастотных сигналов сопряжена с рядом проблем, включая потери на трассе, поскольку терагерцовый (ТГц) и субтерагерцовый диапазоны характеризуются высоким затуханием, что приводит к резкому снижению мощности сигнала на больших расстояниях. В этих диапазонах также существует проблема перекрёстных помех, когда высокочастотные сигналы затухают при столкновении с препятствиями, такими как деревья или здания, что создаёт проблемы с покрытием.

Ещё одной проблемой является атмосферное поглощение. Терагерцовые сигналы особенно подвержены поглощению газами в атмосфере, что снижает мощность и надёжность сигнала.

Существуют также проблемы с бюджетом мощности передачи. Широкая полоса пропускания сигналов 6G может привести к низкому соотношению сигнал/шум, поскольку мощность распределяется по более широкому диапазону.

Проблемы многолучевого распространения включают в себя помехи и замирание. Сигналы, отражённые от поверхностей, приходят к приёмнику в разное время, что приводит к помехам и искажению сигнала. Эта проблема ещё более серьёзна в городских условиях. При замирании быстрое изменение амплитуды сигнала из-за многолучевого распространения влияет на качество сигнала и снижает надёжность передачи.

При формировании и управлении лучом требуются точные методы формирования луча для направления узких высокочастотных лучей на приёмник, а управление лучом может быть затруднено в динамических условиях. Ещё одной проблемой является отслеживание луча, поскольку положение приёмника необходимо постоянно контролировать для корректировки управления лучом в режиме реального времени, что усложняет систему.

Лаборатория 6G в Северо-Восточном университете (США) исследует широкополосные системы MIMO на частоте 130 ГГц для увеличения пропускной способности и расстояния передачи данных.

Проблемы на сетевом уровне

Проблемы на уровне сети включают вопросы, связанные с плотностью сети и помехами, задержками и надежностью, а также интеграцией с гетерогенными сетями.

На уровне сети производительность зависит от устранения проблем, связанных с плотностью сети и межсотовыми помехами, а также от управления спектром. Сети высокой плотности с большим количеством мелких сот могут усиливать межсотовые помехи, снижая общую производительность сети. Эффективное управление спектром имеет решающее значение для снижения помех и повышения эффективности использования доступных частот.

Г-жа Хви Инг Йео, директор по промышленности и решениям в Keysight Technologies Inc.

Задержка и надёжность также являются ключевыми параметрами для достижения сверхнизкой задержки (например, 1 микросекунды), и для этого требуются высокоэффективные методы обработки и передачи сигналов. Кроме того, надёжное подключение 6G должно быть обеспечено в различных условиях, таких как городские, сельские и удалённые районы.

Интеграция сетей 6G с существующими сетями 5G и другими беспроводными технологиями требует плавного переключения между типами сетей и решения проблем взаимодействия. Обеспечение взаимодействия различных сетевых компонентов и технологий, таких как спутниковые, наземные и воздушные сети, имеет решающее значение для достижения комплексного покрытия и производительности.

От теории к моделированию и эмуляции 6G

Исследователи моделируют различные сценарии использования 6G, включая распространение каналов, формы сигналов и сети, используя программные инструменты для моделирования.

Следующим шагом в процессе разработки 6G является преобразование результатов моделирования в моделирование сигналов в реальном времени. Моделирование — ключевой фактор в измерении производительности систем 6G в каналах и сетях реального времени, от физических протоколов до более высоких уровней.

Моделирование сигналов 6G в контролируемой среде позволяет исследователям точно оценивать производительность систем 6G. Это включает в себя оценку упомянутых выше проблем в воспроизводимых условиях и тонкую настройку программ для различных сценариев. Исследователи также могут изучать уязвимости систем посредством моделирования и своевременно устранять проблемы безопасности.

6G: от инновационных исследований к реальности

Например, в целях содействия развитию технологии 6G компания Keysight сотрудничала с исследователями 6G из Северо-Восточного университета с целью изучения широкополосных систем MIMO на частоте 130 ГГц и проведения исследований в реальном времени на уровне сетей в диапазоне около терагерца.

Рынок ожидает, что 6G станет коммерчески доступным к 2030 году, а это значит, что у нас есть максимум пять лет на разработку продуктов и приложений, соответствующих стандартам, которые всё ещё находятся на стадии окончательной доработки. Исследователи, разработчики устройств и компонентов, специалисты по испытаниям и измерениям, инженеры по сетям и кибербезопасности, а также регулирующие органы сотрудничают в рамках экосистемы 6G, чтобы сделать 6G реальностью.

Хви Инг Йео, Keysight Technologies

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