6G
Kuuenda põlvkonna mobiilsidestandardit 6G nimetatakse ka kuuenda põlvkonna mobiilsidetehnoloogiaks. Peamine reklaam on asjade interneti arendamine. Alates 2019. aasta novembrist on 6G alles väljatöötamisel. 6G edastusmahtu võib 5G-ga võrreldes suurendada 100 korda ja võrgu latentsusaega võib vähendada millisekunditest mikrosekunditeni.
3. novembril 2019 korraldasid teadus- ja tehnoloogiaministeerium koos arengu- ja reformikomisjoni, haridusministeeriumi, tööstuse ja infotehnoloogia ministeeriumi, Hiina teaduste akadeemia ja Hiina loodusõppe sihtasutusega 6G tehnoloogiaalane teadus- ja arendustöö Pekingis.
põhimõisted
Kuuenda põlvkonna mobiilsidestandard 6G on kontseptuaalne traadita võrgu mobiilsidetehnoloogia, tuntud ka kui kuuenda põlvkonna mobiilsidetehnoloogia. Peamine reklaam on Interneti arendamine.
6G-võrk on täielikult ühendatud maailm, millesse on integreeritud maapealne traadita ja satelliitside. Integreerides satelliitside 6G mobiilsidesse ja saavutades sujuva ülemaailmse leviala, võivad võrgusignaalid jõuda mis tahes kaugemasse külla, võimaldades sügavate mägipiirkondade patsientidel telemeditsiini ja lastel kaugõpet. Lisaks saavad globaalse satelliitpositsioneerimissüsteemi, telekommunikatsioonisatelliidi süsteemi, maapealse pildi satelliidisüsteemi ja 6G maapealse võrgu abil maa ja õhu täielik katvus aidata inimestel ilma ennustada ja loodusõnnetustele kiiresti reageerida. See on 6G tulevik. 6G kommunikatsioonitehnoloogia ei ole enam läbimurre lihtsas võrgu läbilaskevõimes ja edastuskiiruses. Samuti on eesmärk vähendada digitaalset lõhet ja saavutada "lõppeesmärk" - kõike omavahel ühendada. See on 6G tähendus.
Seotud tehnoloogiad
Terahertz
6G kasutab terahertsist (THz) sagedusriba ja 6G võrkude "tihendamine" saavutab enneolematu taseme. Selleks ajaks on meie ümbrus täis väikseid tugijaamu. Terahertside sagedusriba viitab 100 GHz-10THz, mis on palju kõrgem kui 5 G sagedusriba. Sidetest 1G (0,9 GHz) kuni 4G (üle 1,8 GHz) suureneb meie kasutatavate traadita elektromagnetiliste lainete sagedus. Kuna suurem sagedus, seda suurem on lubatud ribalaiuse vahemik ja seda suurem on andmeühik, mida saab edastada ühiku aja kohta, mida me tavaliselt nimetame "võrgu kiirus on muutunud kiiremaks". Sagedusribade arengu teine peamine põhjus on aga see, et madala sagedusala ressursid on piiratud. Nii nagu maanteel, isegi kui see on lai, on mahutatavate autode arv piiratud. Kui maanteest ei piisa, blokeeritakse sõiduk ja ta ei saa vabalt liikuda. Sel ajal on vaja kaaluda teise tee arendamist. Sama kehtib ka spektriressursside kohta. Kasutajate arvu ja nutiseadmete arvu suurenemisega tuleb piiratud spektri ribalaiusega teenindada rohkem terminale, mis halvendab tõsiselt iga terminali teeninduskvaliteeti. Selle probleemi lahendamiseks on võimalik välja töötada uued kommunikatsiooni sagedusribad ja laiendada kommunikatsiooni ribalaiust. Hiina kolme peamise operaatori 4G peasageduse sagedusalad asuvad sagedusriba osas, mis jääb vahemikku 1,8 GHz – 2,7 GHz, ja Rahvusvahelise Telekommunikatsioonistandardite Organisatsiooni määratletud 5 G peasageduse sagedusriba on 3GHz – 6 GHz, mis kuulub millimeetri laine sagedusriba. 6G juures siseneb see kõrgema sagedusega terahertside sagedusalasse ja sel ajal siseneb ka alam-millimeetri laineala. "Terahertsit nimetatakse astronoomias alammillimeetriks," ütles Hiina Teaduste Akadeemia riikliku astronoomilise vaatluskeskuse teadur Gou Lijun. "Selliste observatooriumite jaamad on üldiselt väga kõrged ja väga kuivad, näiteks Antarktika ja Tšiili acatama kõrb." Siis, kui rääkida võrgu "tihendamisest" 6G ajastul, ümbritsevad meid väikesed tugijaamad? See hõlmab tugijaama katvust, see tähendab tugijaama signaali edastamiskaugust. Üldiselt on tugijaama katvust mõjutavad paljud tegurid, näiteks signaali sagedus, tugijaama saatevõimsus, tugijaama kõrgus ja mobiilterminali kõrgus. Signaali sageduse osas, mida kõrgem on sagedus, seda lühem on lainepikkus, seega on signaali difraktsioonivõime (nimetatakse ka difraktsiooniks, kui elektromagnetiliste lainete levimisel ilmneb takistus, kui selle takistuse suurus on lähedal elektromagnetilise laine lainepikkus, elektromagnetiline laine võib difraktsiooni tekitada objekti servast.Diffraktsioon võib aidata varjude difraktsiooni aidata varjuala katta), mida halvem on kaotus, seda suurem on kaotus. Ja see kaotus suureneb koos edastuskauguse suurenemisega ja vastavalt väheneb ka tugijaama poolt kaetud vahemik. 6G signaali sagedus on juba terahertsitasemel ja see sagedus on lähedane molekulaarse pöörlemise energiatasandi spektrile ning õhus olevad veemolekulid imendavad seda hõlpsalt, seega pole kosmoses läbitud vahemaa nii kaugele jõudnud 5G signaalina, nii et 6G vajab edastamiseks rohkem tugijaamu. 5G kasutatav sagedusriba on suurem kui 4G. Muid tegureid arvestamata on 5G tugijaamade katvus loomulikult väiksem kui 4G oma. Kõrgema sagedusriba 6G korral on tugijaamade leviala väiksem. Seetõttu on 5G tugijaamade tihedus palju suurem kui 4G. 6G ajastul tugijaamade tihedus ei suurene.
Ruumiline multipleksimine
6G kasutab "ruumilist multipleksimistehnoloogiat", 6G tugijaamad pääsevad korraga juurde sadadele või isegi tuhandetele traadita ühendustele ning selle läbilaskevõime ulatub 5G tugijaamade omast 1000 korda. Mainisin varem, et 6G kasutab teraherts-sagedusriba, ehkki seda kõrgribasageduse ressurssi on rikkalikult ja süsteemi läbilaskevõime on suur. Kõrgsageduskandjaid kasutavad mobiilsidesüsteemid seisavad silmitsi tõsiste väljakutsetega leviala parandamisel ja häirete vähendamisel.
Kui signaali sagedus ületab 10 GHz, pole selle peamine levimisrežiim enam difraktsioon. Vaatevälise levimislüli puhul on peamised signaali levimisviisid peegeldus ja hajumine. Samal ajal, mida suurem on sagedus, seda suurem on levimiskaotus, seda lühem on katvuskaugus ja seda nõrgem on difraktsioonivõime. Need tegurid suurendavad märkimisväärselt signaali katvuse keerukust. Mitte ainult 6G, vaid ka 5G millimeetri laineribas. 5G kasutab nende probleemide lahendamiseks massiivset MIMO-d ja kiirgusvormimist. Meie mobiiltelefoni signaal on ühendatud operaatori tugijaamaga, täpsemini tugijaama antenniga. Massiivset MIMO-tehnoloogiat on väga lihtne öelda, tegelikult on selleks vaja edastavate antennide ja vastuvõtuantennide arvu suurendamist, see tähendab mitmeantennilise massiivi kujundamist, et kompenseerida kadusid kõrgsageduslikul teel. Mitme MIMO-antenni konfigureerimisega saab edastatavate andmete mahtu suurendada ja kasutada ruumilise multipleksimise tehnoloogiat. Edastusotsas jagatakse suure kiirusega andmevoog mitmeks madalama kiirusega alamsignaali voogudeks ja erinevad sagedusribal edastatakse erinevad alamandmevood erinevatel saateantennidel. Kuna edastava otsa ja vastuvõtva otsa antennimassiivide vahelised ruumilised alamkanalid on piisavalt erinevad, saab vastuvõtja neid paralleelseid alajandmete vooge eristada ilma täiendavaid sageduse või ajaressursse maksmata. Selle tehnoloogia eeliseks on see, et see võib suurendada kanali läbilaskevõimet ja spektri kasutamist ilma täiendava ribalaiuse ja täiendava saatevõimsuse tarbimiseta. Kuid MIMO mitmeantenniline massiiv koondab suurema osa edastatud energiast väga kitsale alale. See tähendab, et mida suurem on antennide arv, seda kitsam on tala laius. Selle eeliseks on see, et erinevate talade vahel ja erinevate kasutajate vahel on vähem häireid, kuna erinevatel taladel on oma fookusalad, need alad on väga väikesed ja üksteise vahel ei ole palju ristmikke. Kuid see toob kaasa ka teise probleemi: tugijaama kiiratav kitsas kiir ei ole 360-kraadine ühesuunaline, kuidas tagada, et valgusvihk suudab katta kasutajaid tugijaama ümber igas suunas? Sel ajal on aeg kiirtehnoloogial näidata oma võlu. Lihtsustatult öeldes kasutab valgusvihu kujundamise tehnoloogia kiirte juhtimiseks ja juhtimiseks keerulisi algoritme, et muuta see "prožektoriks". Need "kohtvalgustid" võimaldavad teada saada, kuhu kõik telefonid on koondatud, ja katta signaali suurema keskendumisega. 5G kasutab spektri kasutamise parandamiseks MIMO tehnoloogiat. 6G on kõrgemas sagedusalas ja MIMO edasiarendamine tulevikus pakub tõenäoliselt 6G-le olulist tehnilist tuge