6G
6G, standard komunikacji mobilnej szóstej generacji, jest również nazywany technologią komunikacji mobilnej szóstej generacji. Główną promocją jest rozwój Internetu przedmiotów. Od listopada 2019 r. 6G jest wciąż w fazie rozwoju. Pojemność transmisji 6G można zwiększyć 100 razy w porównaniu z 5G, a opóźnienie sieci można zmniejszyć z milisekund do mikrosekund.
W dniu 3 listopada 2019 r. Ministerstwo Nauki i Technologii wraz z Komisją ds. Rozwoju i Reform, Ministerstwem Edukacji, Ministerstwem Przemysłu i Technologii Informacyjnych, Chińską Akademią Nauk oraz Chińską Fundacją Nauk Przyrodniczych zorganizowało 6G badania technologiczne i prace rozwojowe w Pekinie.
podstawowe koncepcje
6G, standard komunikacji mobilnej szóstej generacji, to koncepcyjna technologia mobilnej sieci bezprzewodowej, znana również jako technologia komunikacji mobilnej szóstej generacji. Główną promocją jest rozwój Internetu.
Sieć 6G będzie światem w pełni połączonym ze zintegrowaną naziemną komunikacją bezprzewodową i satelitarną. Dzięki integracji komunikacji satelitarnej z komunikacją mobilną 6G i osiągnięciu bezproblemowego zasięgu globalnego sygnały sieciowe mogą docierać do każdej odległej wioski, umożliwiając pacjentom z głębokich obszarów górskich otrzymywanie telemedycyny, a dzieciom kształcenie na odległość. Ponadto dzięki globalnemu systemowi pozycjonowania satelitarnego, satelitarnemu systemowi telekomunikacyjnemu, satelitarnemu obrazowi Ziemi i sieci naziemnej 6G, pełne pokrycie ziemi i powietrza może również pomóc ludziom przewidzieć pogodę i szybko reagować na klęski żywiołowe. To jest przyszłość 6G. Technologia komunikacyjna 6G nie stanowi już przełomu w zakresie prostej przepustowości sieci i szybkości transmisji. Ma także na celu ograniczenie przepaści cyfrowej i osiągnięcie „ostatecznego celu” polegającego na połączeniu wszystkiego. Takie jest znaczenie 6G.
Powiązane technologie
Teraherc
6G wykorzysta pasmo częstotliwości terahercowe (THz), a „zagęszczenie” sieci 6G osiągnie niespotykany dotąd poziom. Do tego czasu nasze otoczenie będzie pełne małych stacji bazowych. Pasmo terahercowe odnosi się do 100GHz-10THz, co jest pasmem częstotliwości znacznie wyższym niż 5G. Od komunikacji 1G (0,9 GHz) do 4G (powyżej 1,8 GHz) wzrasta częstotliwość wykorzystywanych przez nas bezprzewodowych fal elektromagnetycznych. Ponieważ im wyższa częstotliwość, tym większy dozwolony zakres przepustowości i większa ilość danych, które można przesłać w jednostce czasu, co zwykle nazywamy „prędkością sieci jest większa”. Jednak innym głównym powodem rozwoju pasm częstotliwości jest to, że zasoby dolnego pasma są ograniczone. Podobnie jak autostrada, nawet jeśli jest szeroka, istnieje ograniczenie liczby samochodów, które można pomieścić. Gdy droga nie wystarczy, pojazd zostanie zablokowany i nie będzie mógł się swobodnie poruszać. W tej chwili należy rozważyć opracowanie innej drogi. To samo dotyczy zasobów widma. Wraz ze wzrostem liczby użytkowników i liczby inteligentnych urządzeń, ograniczone pasmo częstotliwości musi obsługiwać więcej terminali, co spowoduje poważne pogorszenie jakości usług każdego terminala. Możliwą metodą rozwiązania tego problemu jest opracowanie nowych pasm częstotliwości komunikacji i zwiększenie przepustowości komunikacji. Główne pasma częstotliwości 4G trzech głównych operatorów w Chinach znajdują się w części pasma częstotliwości między 1,8 GHz - 2,7 GHz, a głównym pasmem częstotliwości 5G określonym przez Międzynarodową Organizację Norm Telekomunikacyjnych jest 3GHz - 6 GHz, która należy do pasmo częstotliwości fali milimetrowej. Przy 6G wejdzie w pasmo terahercowe o wyższej częstotliwości, aw tym czasie wejdzie również w pasmo fal submilimetrowych. „Teraherc zwany jest astronomią submilimetrową” - powiedział Gou Lijun, badacz z Narodowego Obserwatorium Astronomicznego Chińskiej Akademii Nauk. „Stanowiska takich obserwatoriów są na ogół bardzo wysokie i bardzo suche, takie jak Antarktyda i chilijska pustynia acatama”. Zatem, jeśli chodzi o „zagęszczenie” sieci w erze 6G, będziemy otoczeni małymi stacjami bazowymi? Obejmuje to zasięg stacji bazowej, to znaczy odległość transmisji sygnału stacji bazowej. Ogólnie rzecz biorąc, istnieje wiele czynników wpływających na zasięg stacji bazowej, takich jak częstotliwość sygnału, moc nadawcza stacji bazowej, wysokość stacji bazowej i wysokość terminala mobilnego. Pod względem częstotliwości sygnału, im wyższa częstotliwość, tym krótsza długość fali, więc zdolność dyfrakcji sygnału (zwana również dyfrakcją, gdy napotkamy przeszkodę podczas propagacji fal elektromagnetycznych, gdy wielkość tej przeszkody jest bliska długość fali fali elektromagnetycznej, fala elektromagnetyczna może Dyfrakcja od krawędzi obiektu. Dyfrakcja może pomóc w dyfrakcji w cieniu może zasłonić obszar cienia), im gorsza strata, tym większa strata. Strata ta wzrośnie wraz ze wzrostem odległości transmisji, a zasięg pokonywany przez stację bazową odpowiednio się zmniejszy. Częstotliwość sygnału 6G jest już na poziomie terahercowym, a ta częstotliwość jest bliska spektrum poziomu energii rotacji molekularnej i jest łatwo absorbowana przez cząsteczki wody w powietrzu, więc odległość przebyta w kosmosie nie jest tak daleko jako sygnał 5G, więc 6G potrzebuje więcej stacji bazowych do „przekaźnika”. Pasmo częstotliwości używane przez 5G jest wyższe niż 4G. Bez uwzględnienia innych czynników zasięg stacji bazowych 5G jest naturalnie mniejszy niż zasięg 4G. Przy wyższym paśmie częstotliwości 6G zasięg stacji bazowych będzie mniejszy. Dlatego gęstość stacji bazowych 5G jest znacznie wyższa niż w przypadku 4G. W erze 6G gęstość stacji bazowych nie wzrośnie.
Multipleksowanie przestrzenne
6G będzie korzystało z „technologii multipleksowania przestrzennego”, stacje bazowe 6G będą mogły jednocześnie uzyskiwać dostęp do setek, a nawet tysięcy połączeń bezprzewodowych, a jego pojemność osiągnie 1000 razy więcej niż w przypadku stacji bazowych 5G. Wspomniałem wcześniej, że 6G będzie korzystać z pasma terahercowego, chociaż ten zasób częstotliwości wysokich pasm jest obfity, a pojemność systemu jest duża. Jednak systemy komunikacji mobilnej wykorzystujące nośniki o wysokiej częstotliwości stają przed poważnymi wyzwaniami związanymi z poprawą zasięgu i zmniejszeniem zakłóceń.
Gdy częstotliwość sygnału przekracza 10 GHz, jego głównym trybem propagacji nie jest już dyfrakcja. W przypadku nieliniowych linii propagacyjnych odbijanie i rozpraszanie są głównymi metodami propagacji sygnału. Jednocześnie, im wyższa częstotliwość, tym większa utrata propagacji, tym krótszy zasięg pokrycia i słabsza zdolność dyfrakcji. Czynniki te znacznie zwiększą trudność pokrycia sygnału. Nie tylko 6G, ale także 5G w paśmie fal milimetrowych. 5G wykorzystuje Massive MIMO i formowanie wiązki, aby rozwiązać te problemy. Nasz sygnał telefonu komórkowego jest podłączony do stacji bazowej operatora, a dokładniej do anteny na stacji bazowej. Ogromna technologia MIMO jest bardzo prosta do powiedzenia, w rzeczywistości ma ona na celu zwiększenie liczby anten nadawczych i odbiorczych, to znaczy zaprojektowanie układu wielu anten w celu kompensacji strat na ścieżce wysokiej częstotliwości. Dzięki konfiguracji wielu anten MIMO można zwiększyć ilość przesyłanych danych i zastosować technologię multipleksowania przestrzennego. Na końcu nadawczym strumień danych o dużej szybkości jest podzielony na wiele strumieni pod-danych o niższej prędkości, a różne strumienie danych podrzędnych są transmitowane w tym samym paśmie częstotliwości na różnych antenach nadawczych. Ponieważ przestrzenne podkanały między układami antenowymi na końcu nadawczym i odbiorczym są wystarczająco różne, odbiornik może rozróżnić te równoległe strumienie danych cząstkowych bez płacenia dodatkowej częstotliwości lub zasobów czasowych. Zaletą tej technologii jest to, że może ona zwiększać pojemność kanału i zwiększać wykorzystanie widma bez zużywania dodatkowej przepustowości i dodatkowej mocy transmisji. Jednak układ wielu anten MIMO koncentruje większość przesyłanej energii na bardzo wąskim obszarze. Oznacza to, że im większa liczba anten, tym węższa szerokość wiązki. Zaletą tego jest to, że będzie mniej interferencji między różnymi wiązkami i między różnymi użytkownikami, ponieważ różne wiązki mają swoje własne obszary ostrości, obszary te są bardzo małe i nie ma między nimi dużego przecięcia. Ale wiąże się to również z innym problemem: wąska wiązka emitowana przez stację bazową nie jest 360-stopniowa dookólna, jak zapewnić, że wiązka może obejmować użytkowników w dowolnym kierunku wokół stacji bazowej? W tej chwili nadszedł czas, aby technologia kształtowania wiązki pokazała swoją magię. Mówiąc prościej, technologia kształtowania wiązki wykorzystuje złożone algorytmy do zarządzania wiązką i sterowania nią, aby wyglądała jak „światło punktowe”. Te „reflektory” mogą dowiedzieć się, gdzie zebrane są wszystkie telefony, a następnie zasłonić sygnał z większą ostrością. 5G wykorzystuje technologię MIMO w celu poprawy wykorzystania widma. 6G jest w wyższym paśmie częstotliwości, a dalszy rozwój MIMO w przyszłości prawdopodobnie zapewni kluczowe wsparcie techniczne dla 6G
