6G
6G, la sisena generació estàndard de comunicació mòbil, també s’anomena tecnologia de comunicacions mòbils de sisena generació. La promoció principal és el desenvolupament d’Internet de les coses. A novembre de 2019, 6G encara està en desenvolupament. La capacitat de transmissió del 6G pot augmentar-se 100 vegades en comparació amb els 5G, i la latència de la xarxa es pot reduir de mil·lisegons a microsegons.
El 3 de novembre de 2019, el Ministeri de Ciència i Tecnologia, juntament amb la Comissió de Desenvolupament i Reforma, el Ministeri d'Educació, el Ministeri d'Indústria i Tecnologies de la Informació, l'Acadèmia Xinesa de Ciències i la Fundació de Ciències Naturals de la Xina van organitzar un 6G treballs de recerca i desenvolupament de tecnologia a Beijing.
conceptes bàsics
6G, la sisena generació estàndard de comunicació mòbil, és una tecnologia de comunicació mòbil de xarxa sense fil conceptual, també coneguda com la sisena generació de tecnologia mòbil de comunicacions. La promoció principal és el desenvolupament d’Internet.
La xarxa 6G serà un món completament connectat amb comunicacions terrestres sense fils i satèl·lits integrades. Al integrar les comunicacions per satèl·lit en comunicacions mòbils 6G i aconseguir una cobertura global perfecta, els senyals de xarxa poden arribar a qualsevol poble remot, permetent als pacients de les zones de muntanya profunda rebre telemedicina i els nens rebre educació a distància. A més, amb el sistema global de posicionament per satèl·lit, el sistema de satèl·lit de telecomunicacions, el sistema de satèl·lit d’imatges terrestres i la xarxa terrestre 6G, la cobertura completa de terra i aire també pot ajudar els humans a predir el temps i respondre ràpidament als desastres naturals. Aquest és el futur de 6G. La tecnologia de comunicació 6G ja no és un gran avenç en la capacitat de xarxa i la velocitat de transmissió. També és reduir la fractura digital i assolir l’objectiu “final” d’interconnectar tot. Aquesta és la importància de 6G.
Tecnologies relacionades
Terahertz
6G utilitzarà la banda de freqüència de terahertz (THz) i la "densificació" de les xarxes 6G assolirà un nivell sense precedents. Aleshores, el nostre entorn estarà ple de petites estacions base. La banda de terahertz fa referència a 100GHz-10THz, que és una banda de freqüència molt superior als 5G. Des de la comunicació 1G (0,9GHz) fins a 4G (per sobre de 1,8GHZ), la freqüència de les ones electromagnètiques sense fil que utilitzem augmenta. Com que com més gran és la freqüència, més gran és l’ample de banda permès i més gran és la quantitat de dades que es poden transferir per unitat de temps, que és el que normalment anomenem “la velocitat de la xarxa s’ha fet més ràpida”. Tot i això, una altra raó principal per al desenvolupament de bandes de freqüència és que els recursos de banda baixa són limitats. Igual que una carretera, encara que sigui ampla, hi ha un límit en el nombre de cotxes que s’hi poden acollir. Quan la carretera no sigui suficient, el vehicle quedarà bloquejat i no podrà circular lliurement. En aquest moment, cal plantejar-se el desenvolupament d’una altra via. El mateix succeeix en els recursos d’espectre. Amb l’augment del nombre d’usuaris i el nombre d’aparells intel·ligents, l’ample de banda d’espectre limitat necessita donar servei a més terminals, cosa que farà que la qualitat del servei de cada terminal es deteriori greument. El mètode factible per resoldre aquest problema és desenvolupar noves bandes de freqüències de comunicació i ampliar l'amplada de banda de comunicació. Les bandes de freqüències principals de 4G dels tres operadors principals a la Xina es troben en una part de la banda de freqüències entre 1,8 GHz-2,7 GHz, i la banda de freqüència principal de 5G definida per la International Telecommunications Standards Organisation és 3GHz-6GHz, que pertany a la banda de freqüència d’ona mil·límetre. A 6G, entrarà a la banda de terahertz de freqüència més alta, i en aquest moment també entrarà a la banda d'ones sub-mil·límetre. "El terahertz es diu sub-mil·límetre en astronomia", va dir Gou Lijun, un investigador de l'Observatori Astronòmic Nacional de l'Acadèmia Xinesa de les Ciències. "Les estacions d'aquests observatoris són generalment molt elevades i molt seques, com l'Antàrtida i el desert d'Acataama de Xile". Aleshores, quan es tracta de la "densificació" de la xarxa a l'era 6G, estarem envoltats de petites estacions base? Això implica la cobertura de l’estació base, és a dir, la distància de transmissió del senyal de l’estació base. En general, hi ha molts factors que afecten la cobertura de l'estació base, com ara la freqüència del senyal, la potència de transmissió de l'estació base, l'altura de l'estació base i l'alçada del terminal mòbil. Quant a la freqüència del senyal, com més gran és la freqüència, més petita és la longitud d’ona, per tant, la capacitat de difracció del senyal (també anomenada difracció, quan es troba un obstacle durant la propagació d’ones electromagnètiques, quan la mida d’aquest obstacle és propera a la longitud d’ona de l’ona electromagnètica, l’ona electromagnètica pot difractar-se des de la vora de l’objecte. La difracció pot ajudar a la difracció d’ombres pot ajudar a cobrir la zona d’ombra), pitjor és la pèrdua, més gran serà la pèrdua. I aquesta pèrdua augmentarà amb l’augment de la distància de transmissió, i l’interval cobert per l’estació base disminuirà en conseqüència. La freqüència del senyal 6G ja es troba en el nivell de terahertz i aquesta freqüència és propera a l’espectre del nivell d’energia de rotació molecular i és fàcilment absorbida per les molècules d’aigua a l’aire, de manera que la distància recorreguda a l’espai no és tan llunyana. com a senyal 5G, de manera que 6G necessita més estacions base per "retransmetre". La banda de freqüència utilitzada per 5G és superior a 4G. Sense considerar altres factors, la cobertura de les estacions base 5G és naturalment menor que la del 4G. Amb la banda de freqüència superior de 6G, la cobertura de les estacions base serà menor. Per tant, la densitat de les estacions base 5G és molt superior a la del 4G. A l'era 6G, la densitat de les estacions base no augmentarà.
Multiplexació espacial
6G utilitzarà "tecnologia de multiplexació espacial", les estacions base 6G podran accedir a centenars o fins i tot milers de connexions sense fil alhora, i la seva capacitat arribarà a 1000 vegades la de les estacions base 5G. He esmentat anteriorment que 6G utilitzarà la banda de terahertz, tot i que aquest recurs de freqüència d’alta banda és abundant i la capacitat del sistema és gran. No obstant això, els sistemes de comunicació mòbils que utilitzen operadors d'alta freqüència s’enfronten als greus reptes de millorar la cobertura i reduir les interferències.
Quan la freqüència d’un senyal supera els 10 GHz, el seu principal mode de propagació ja no és la difracció. Per als enllaços de propagació no lineals, la reflexió i la dispersió són els principals mètodes de propagació del senyal. Al mateix temps, com més gran és la freqüència, més gran és la pèrdua de propagació, més petita és la distància de cobertura i més feble és la capacitat de difracció. Aquests factors augmentaran molt la dificultat de cobertura del senyal. No només 6G, sinó també 5G a la banda d’ones mil·limetrals. 5G utilitza Massim MIMO i bigforming per solucionar aquests problemes. El nostre senyal de telèfon mòbil està connectat a l'estació base de l'operador, més exactament, a l'antena de l'estació base. La massiva tecnologia MIMO és molt senzilla de dir, és realment augmentar el nombre d’antenes transmissores i d’antenes receptores, és a dir, dissenyar una matriu de múltiples antenes per compensar les pèrdues en la ruta d’alta freqüència. Amb la configuració de múltiples antenes MIMO, es pot augmentar la quantitat de dades a transmetre i s'utilitza la tecnologia de multiplexació espacial. Al final de la transmissió, el flux de dades d’alta velocitat es divideix en diversos fluxos de dades de subdades de menor velocitat i es transmeten diferents fluxos de subdades a la mateixa banda de freqüència en diferents antenes de transmissió. Com que els subcanals espacials entre les matrius d’antena a l’extrem transmissor i l’extrem receptor són prou diferents, el receptor pot distingir aquests fluxos de dades sub paral·lels sense pagar recursos de freqüència o temps addicionals. L’avantatge d’aquesta tecnologia és que pot augmentar la capacitat del canal i augmentar l’ús de l’espectre sense consumir amplada de banda addicional i consumir més energia de transmissió. Tot i això, la matriu de múltiples antenes de MIMO concentra la major part de l’energia transmesa en una zona molt estreta. És a dir, com més gran sigui el nombre d’antenes, més estret és l’amplada del feix. L’avantatge d’això és que hi haurà menys interferències entre diferents feixos i entre diferents usuaris, perquè les bigues diferents tenen les seves pròpies zones d’enfocament, aquestes zones són molt petites i no hi ha molta intersecció entre elles. Però també comporta un altre problema: el feix estret emès per l'estació base no és omnidireccional de 360 graus, com es pot assegurar que el feix pugui cobrir els usuaris en qualsevol direcció al voltant de l'estació base? En aquest moment, ha arribat el moment que la tecnologia de bigaratge mostri la seva màgia. Per dir-ho simplement, la tecnologia de format de raig utilitza algoritmes complexos per gestionar i controlar el feix per fer que sembli un "focus". Aquests "focus" poden esbrinar on es reuneixen els telèfons i, a continuació, cobrir el senyal amb més focus. 5G utilitza la tecnologia MIMO per millorar l’ús de l’espectre. 6G es troba en una banda de freqüència més alta, i un futur desenvolupament de MIMO pot proporcionar un suport tècnic clau per a 6G
