6G
Kuudennen sukupolven matkaviestinstandardia 6G kutsutaan myös kuudennen sukupolven matkaviestinteknologiaksi. Tärkein edistäminen on esineiden Internetin kehittäminen. Marraskuusta 2019 alkaen 6G on edelleen kehitteillä. 6G: n siirtokapasiteettia voidaan lisätä 100-kertaisesti verrattuna 5G: hen, ja verkon viive voidaan vähentää millisekunnista mikrosekunniin.
Tiede- ja teknologiaministeriö järjesti 3. marraskuuta 2019 yhdessä kehitys- ja uudistuskomission, opetusministeriön, teollisuus- ja tietotekniikkaministeriön, Kiinan tiedeakatemian ja Kiinan luonnontieteellisen säätiön kanssa 6G: n. teknologian tutkimus- ja kehitystyö Pekingissä.
peruskonseptit
Kuudennen sukupolven matkaviestinstandardi 6G on käsitteellinen langaton verkkoviestintätekniikka, joka tunnetaan myös nimellä kuudennen sukupolven matkaviestintekniikka. Tärkein edistäminen on Internetin kehittäminen.
6G-verkko on täysin kytketty maailma, jossa maanpäällinen langaton ja satelliittiviestintä on integroitu. Integroimalla satelliittiviestintä 6G-matkaviestintään ja saavuttamalla saumaton maailmanlaajuinen kattavuus, verkkosignaalit voivat tavoittaa mitä tahansa kaukaista kylää, jolloin syvien vuoristoalueiden potilaat voivat vastaanottaa etälääketiedettä ja lapset etäopetusta. Lisäksi maailmanlaajuisen satelliittipaikannusjärjestelmän, tietoliikennesatelliittijärjestelmän, maankuvasatelliittijärjestelmän ja 6G-maaverkon avulla maan ja ilman täysi peittokyky voi myös auttaa ihmisiä ennustamaan säätä ja reagoimaan nopeasti luonnonkatastrofeihin. Tämä on 6G: n tulevaisuus. 6G-viestintätekniikka ei ole enää läpimurto yksinkertaisessa verkon kapasiteetissa ja siirtonopeudessa. Sen on myös kavennettava digitaalista kuilua ja saavutettava "lopullinen tavoite" yhdistää kaikki. Tämä on 6G: n merkitys.
Liittyvät tekniikat
terahertsisäteily
6G käyttää terahertsia (THz) -taajuuskaistaa ja 6G-verkkojen "tiivistyminen" saavuttaa ennennäkemättömän korkean tason. Siihen mennessä ympäristömme on täynnä pieniä tukiasemia. Terahertsitaajuus viittaa 100GHz-10THz: iin, joka on paljon korkeampi kuin 5G: n taajuuskaista. Viestinnästä 1G (0,9GHz) 4G (yli 1,8GHz), käyttämämme langattomien sähkömagneettisten aaltojen taajuus kasvaa. Koska korkeampi taajuus, sitä suurempi sallittu kaistanleveysalue ja sitä suurempi datamäärä voidaan siirtää yksikköaikaa kohti, mitä me yleensä kutsumme "verkon nopeudesta on tullut nopeampaa". Toinen tärkein syy taajuuskaistojen kehitykselle on kuitenkin se, että matalakaistaiset resurssit ovat rajalliset. Aivan kuten moottoritie, vaikka se olisi leveä, myös autojen lukumäärälle on rajoitettu. Kun tie ei riitä, ajoneuvo estyy ja ei pysty liikkumaan vapaasti. Tällä hetkellä on harkittava uuden tien kehittämistä. Sama pätee taajuusresursseihin. Käyttäjien lukumäärän ja älykkäiden laitteiden määrän kasvaessa rajoitetun taajuuskaistanleveyden on palveltava enemmän päätteitä, mikä johtaa kunkin päätelaitteen palvelun laadun huononemiseen vakavasti. Mahdollinen menetelmä tämän ongelman ratkaisemiseksi on kehittää uusia viestinnän taajuuskaistoja ja laajentaa viestinnän kaistanleveyttä. Kiinan kolmen pääoperaattorin 4G: n päätaajuuskaistat sijaitsevat 1,8 GHz - 2,7 GHz: n taajuuskaistan osassa, ja Kansainvälisen televiestintästandardijärjestön määrittelemä 5G: n päätaajuuskaista on 3GHz-6GHz, joka kuuluu millimetrin aallon taajuuskaistaa. 6G: ssä se tulee korkeamman taajuuden terahertsivyöhykkeelle, ja tällä hetkellä se tulee myös alle millimetrin aaltoalueelle. "Terahertsejä kutsutaan tähtitieteen alle millimetriksi", kertoi Kiinan tiedeakatemian kansallisen tähtitieteellisen observatorion tutkija Gou Lijun. "Tällaisten observatorioiden asemat ovat yleensä erittäin korkeita ja erittäin kuivia, kuten Antarktis ja Chilen acatama-aavikko." Sitten, kun kyse on verkon "tiivistyksestä" 6G-aikakaudella, ympäröimme meitä pienillä tukiasemilla? Tähän sisältyy tukiaseman peitto, ts. Tukiaseman signaalin lähetysetäisyys. Yleisesti ottaen on monia tekijöitä, jotka vaikuttavat tukiaseman peittoon, kuten signaalin taajuus, tukiaseman lähetysteho, tukiaseman korkeus ja matkaviestimen korkeus. Signaalin taajuuden suhteen mitä korkeampi taajuus, sitä lyhyempi aallonpituus, joten signaalin diffraktiokyky (jota kutsutaan myös diffraktioksi, kun este havaitaan sähkömagneettisten aaltojen leviämisen aikana, kun tämän esteen koko on lähellä sähkömagneettisen aallonpituus, sähkömagneettinen aalto voi diffraktiota esineen reunasta.Diffraktio voi auttaa varjosteen diffraktiota peittämään varjoalueen), mitä huonompi häviö, sitä suurempi häviö. Ja tämä häviö kasvaa lähetysetäisyyden kasvaessa, ja tukiaseman peittämä alue pienenee vastaavasti. 6G-signaalin taajuus on jo terahertsitasolla, ja tämä taajuus on lähellä molekyylin kiertoenergian tason spektriä ja ilmassa olevat vesimolekyylit absorboivat sen helposti, joten avaruudessa kuljettu matka ei ole niin kaukana 5G-signaalina, joten 6G tarvitsee enemmän tukiasemia "välittääkseen". 5G: n käyttämä taajuuskaista on korkeampi kuin 4G. Muita tekijöitä huomioimatta 5G-tukiasemien peittoalue on luonnollisesti pienempi kuin 4G-tukiasemien peittoalue. Korkeammalla 6G: n taajuuskaistalla tukiasemien peittoalue on pienempi. Siksi 5G-tukiasemien tiheys on paljon suurempi kuin 4G: n. 6G-aikakaudella tukiasemien tiheys ei kasva.
Spatiaalinen multipleksointi
6G käyttää "spatiaalista multipleksointitekniikkaa", 6G-tukiasemat voivat käyttää satoja tai jopa tuhansia langattomia yhteyksiä samanaikaisesti, ja sen kapasiteetti saavuttaa tuhat kertaa 5G-tukiasemien kapasiteetin. Mainitsin aikaisemmin, että 6G käyttää terahertsitaajuutta, vaikkakin tätä korkeataajuista taajuusresurssia on runsaasti ja järjestelmän kapasiteetti on suuri. Suuritaajuisia kantoaaltoja käyttävät matkaviestinjärjestelmät kohtaavat kuitenkin vakavia haasteita kattavuuden parantamisessa ja häiriöiden vähentämisessä.
Kun signaalin taajuus ylittää 10 GHz, sen pää etenemismuoto ei ole enää diffraktio. Näkymättömille linjalle etenemislinkit heijastus ja sironta ovat tärkeimpiä signaalin etenemismenetelmiä. Samalla mitä korkeampi taajuus, sitä suurempi etenemisvaimennus, sitä lyhyempi peittoetäisyys ja heikompi diffraktiokyky. Nämä tekijät lisäävät huomattavasti signaalin peiton vaikeuksia. Ei vain 6G, mutta myös 5G millimetrin aaltoalueella. 5G käyttää Massive MIMO: ta ja säteenmuotoilua näiden ongelmien ratkaisemiseksi. Matkapuhelimemme signaali on kytketty operaattorin tukiasemaan, tarkemmin sanottuna tukiaseman antenniin. Massiivinen MIMO-tekniikka on hyvin yksinkertainen sanoa, se on tosiasiallisesti lisätä lähetysantennien ja vastaanottoantennien lukumäärää, toisin sanoen suunnitella moniantennijärjestelmä korkean taajuuden polun häviöiden kompensoimiseksi. Useiden MIMO-antennien konfiguroinnilla siirrettävän datan määrää voidaan lisätä ja käytetään paikallinen multipleksointitekniikka. Lähetyspäässä korkea nopeuden datavirta jaetaan useaksi pienemmän nopeuden aladatavirraksi, ja eri aladatat virrat lähetetään samalla taajuuskaistalla eri lähetysantenneilla. Koska lähetyksen päässä ja vastaanottavassa päässä olevien antenniryhmien väliset tila-alikanavat ovat riittävän erilaisia, vastaanotin voi erottaa nämä rinnakkaiset alitiedot virtaukset maksamatta ylimääräisiä taajuus- tai aikaresursseja. Tämän tekniikan etuna on, että se voi lisätä kanavan kapasiteettia ja lisätä spektrin käyttöä kuluttamatta ylimääräistä kaistanleveyttä ja ylimääräistä lähetystehoa. MIMOn moniantenniryhmä kuitenkin keskittää suurimman osan lähetetystä energiasta erittäin kapealle alueelle. Eli mitä suurempi antennien lukumäärä on, sitä kapeampi on keilan leveys. Tämän etuna on, että häiriöitä on vähemmän erilaisten palkkien välillä ja eri käyttäjien välillä, koska erilaisilla palkeilla on omat tarkennusalueensa, nämä alueet ovat hyvin pieniä eikä niiden välillä ole paljon leikkauskohtia. Mutta se tuo myös toisen ongelman: tukiaseman lähettämä kapea säde ei ole 360-asteen suunnassa, miten varmistetaan, että säde pystyy peittämään käyttäjiä mihin tahansa suuntaan tukiaseman ympärillä? Tällä hetkellä on aika, että säteenmuodostustekniikka osoittaa taikuutensa. Yksinkertaisesti sanottuna, säteenmuodostustekniikka käyttää monimutkaisia algoritmeja säteen hallitsemiseksi ja ohjaamiseksi, jotta se näyttäisi "valonheittimeltä". Nämä "valonheittimet" voivat selvittää, mihin kaikki puhelimet on kerätty, ja peittää sitten signaalin tarkemmin. 5G käyttää MIMO-tekniikkaa spektrin hyödyntämisen parantamiseksi. 6G on korkeammalla taajuuskaistalla, ja MIMO: n jatkokehitys tarjoaa tulevaisuudessa todennäköisesti avainasemassa teknisen tuen 6G: lle
