6G
6G, стандарт мобильной связи шестого поколения, также называется технологией мобильной связи шестого поколения. Основным продвижением является развитие Интернета вещей. По состоянию на ноябрь 2019 года 6G все еще находится в стадии разработки. Пропускная способность 6G может быть увеличена в 100 раз по сравнению с 5G, а задержка сети может быть уменьшена с миллисекунд до микросекунд.
3 ноября 2019 года Министерство науки и технологий совместно с Комиссией по развитию и реформам, Министерством образования, Министерством промышленности и информационных технологий, Академией наук Китая и Фондом естественных наук Китая организовало 6G Технологические исследования и разработки в Пекине.
Основные понятия
6G, стандарт мобильной связи шестого поколения, является концептуальной технологией мобильной связи беспроводной сети, также известной как технология мобильной связи шестого поколения. Основным продвижением является развитие интернета.
Сеть 6G станет полностью связным миром с интегрированной наземной беспроводной и спутниковой связью. Благодаря интеграции спутниковой связи в мобильную связь 6G и достижению непрерывного глобального покрытия сетевые сигналы могут достигать любой отдаленной деревни, что позволяет пациентам в глубоких горных районах получать телемедицину, а детям - дистанционное обучение. Кроме того, благодаря глобальной спутниковой системе определения местоположения, телекоммуникационной спутниковой системе, спутниковой системе получения изображений Земли и наземной сети 6G, полный охват земли и воздуха также может помочь людям прогнозировать погоду и быстро реагировать на стихийные бедствия. Это будущее 6G. Коммуникационная технология 6G больше не является прорывом в простой пропускной способности сети и скорости передачи. Это также сокращение цифрового разрыва и достижение «конечной цели» соединения всего. Это значение 6G.
Родственные технологии
терагерцового
6G будет использовать терагерцовый (ТГц) диапазон частот, и «уплотнение» сетей 6G достигнет беспрецедентного уровня. К тому времени наше окружение будет заполнено небольшими базовыми станциями. Терагерцовая полоса относится к 100 ГГц-10 ТГц, которая является полосой частот, намного превышающей 5 ГГц. От связи 1G (0,9 ГГц) до 4G (выше 1,8 ГГц) частота используемых нами беспроводных электромагнитных волн увеличивается. Поскольку чем выше частота, тем больше допустимый диапазон пропускной способности и тем больше объем данных, которые могут быть переданы за единицу времени, что мы обычно называем «скорость сети стала выше». Однако другой основной причиной развития полос частот является то, что ресурсы полосы низких частот ограничены. Точно так же, как шоссе, даже если оно широкое, существует ограничение на количество машин, которые можно разместить. Когда дороги недостаточно, автомобиль будет заблокирован и не сможет свободно двигаться. В настоящее время необходимо рассмотреть возможность развития другой дороги. То же самое относится и к ресурсам спектра. С увеличением количества пользователей и количества интеллектуальных устройств ограниченная полоса пропускания спектра должна обслуживать больше терминалов, что приведет к серьезному ухудшению качества обслуживания каждого терминала. Реальным способом решения этой проблемы является разработка новых полос частот связи и расширение полосы частот связи. Основные полосы частот 4G трех основных операторов в Китае расположены в части полосы частот от 1,8 до 2,7 ГГц, а основной диапазон частот 5G, определенный Международной организацией по стандартизации электросвязи, составляет 3–6 ГГц, которая принадлежит полоса частот миллиметровой волны. На 6G, он войдет в более высокую частоту терагерцового диапазона, и в это время также войдет в субмиллиметровый диапазон волн. «Терагерц в астрономии называется субмиллиметром», - сказал Гоу Лицзюнь, исследователь Национальной астрономической обсерватории Академии наук Китая. «Станции таких обсерваторий, как правило, очень высокие и очень сухие, такие как Антарктида и чилийская пустыня». Тогда, когда речь заходит о «уплотнении» сети в эпоху 6G, нас окружат маленькие базовые станции? Это включает в себя покрытие базовой станции, то есть расстояние передачи сигнала базовой станции. Вообще говоря, существует множество факторов, которые влияют на покрытие базовой станции, таких как частота сигнала, мощность передачи базовой станции, высота базовой станции и высота мобильного терминала. С точки зрения частоты сигнала, чем выше частота, тем короче длина волны, поэтому дифракционная способность сигнала (также называемая дифракционной, когда встречается препятствие во время распространения электромагнитных волн, когда размер этого препятствия близок к длина волны электромагнитной волны, электромагнитная волна может дифракция от края объекта. Дифракция может помочь затенению дифракция может помочь покрыть область тени), чем хуже потери, тем больше потери. И эта потеря будет увеличиваться с увеличением расстояния передачи, и дальность действия базовой станции будет соответственно уменьшаться. Частота сигнала 6G уже находится на уровне терагерца, и эта частота близка к спектру энергетического уровня вращения молекулы, и она легко поглощается молекулами воды в воздухе, поэтому расстояние, пройденное в космосе, не так далеко. как сигнал 5G, так что 6G нужно больше базовых станций для "ретрансляции". Диапазон частот, используемый 5G, выше, чем 4G. Без учета других факторов покрытие базовых станций 5G, естественно, меньше, чем покрытие 4G. При более высокой полосе частот 6G охват базовых станций будет меньше. Следовательно, плотность базовых станций 5G намного выше, чем у 4G. В эпоху 6G плотность базовых станций не увеличится.
Пространственное мультиплексирование
6G будет использовать «технологию пространственного мультиплексирования», базовые станции 6G смогут одновременно получать доступ к сотням и даже тысячам беспроводных соединений, а его пропускная способность будет в 1000 раз превышать пропускную способность базовых станций 5G. Ранее я упоминал, что 6G будет использовать терагерцовую полосу, хотя этот высокочастотный частотный ресурс является изобильным, а пропускная способность системы велика. Однако системы мобильной связи, использующие высокочастотные несущие, сталкиваются с серьезными проблемами улучшения покрытия и уменьшения помех.
Когда частота сигнала превышает 10 ГГц, его основной режим распространения больше не является дифракционным. Для линий распространения за пределами прямой видимости отражение и рассеяние являются основными методами распространения сигнала. В то же время, чем выше частота, тем больше потери при распространении, тем короче расстояние покрытия и слабее дифракционная способность. Эти факторы значительно увеличат сложность покрытия сигнала. Не только 6G, но и 5G в миллиметровом диапазоне. 5G использует Massive MIMO и формирование луча для решения этих проблем. Сигнал нашего мобильного телефона подключен к базовой станции оператора, точнее к антенне базовой станции. Массовую технологию MIMO очень просто сказать, она фактически увеличивает количество передающих и приемных антенн, то есть разрабатывает многоантенную решетку для компенсации потерь на высокочастотном тракте. С помощью конфигурации нескольких антенн MIMO объем передаваемых данных может быть увеличен, и используется технология пространственного мультиплексирования. На передающей стороне высокоскоростной поток данных разделяется на множество потоков субданных с более низкой скоростью, и разные потоки субданных передаются в одной и той же полосе частот на разных передающих антеннах. Поскольку пространственные подканалы между антенными решетками на передающей стороне и приемной стороне достаточно различны, приемник может различать эти параллельные потоки субданных, не оплачивая дополнительные частотные или временные ресурсы. Преимущество этой технологии заключается в том, что она может увеличить пропускную способность канала и увеличить использование спектра без использования дополнительной полосы пропускания и дополнительной мощности передачи. Однако многоантенная решетка MIMO концентрирует большую часть передаваемой энергии в очень узкой области. То есть, чем больше количество антенн, тем уже ширина луча. Преимущество этого состоит в том, что будет меньше помех между разными лучами и между разными пользователями, потому что разные лучи имеют свои собственные зоны фокусировки, эти зоны очень малы, и между ними нет большого пересечения. Но это также приносит другую проблему: узкий луч, излучаемый базовой станцией, не является всенаправленным на 360 градусов, как обеспечить, чтобы луч мог охватывать пользователей в любом направлении вокруг базовой станции? В это время пришло время для технологии формирования луча показать свою магию. Проще говоря, технология формирования луча использует сложные алгоритмы для управления и контроля луча, чтобы он выглядел как «прожектор». Эти «прожекторы» могут выяснить, где все телефоны собраны, и затем сфокусировать сигнал. 5G использует технологию MIMO для улучшения использования спектра. 6G находится в более высокой полосе частот, и дальнейшее развитие MIMO в будущем, вероятно, обеспечит ключевую техническую поддержку для 6G
