6G
6G, lo standard di comunicazione mobile di sesta generazione, è anche chiamato la tecnologia di comunicazione mobile di sesta generazione. La promozione principale è lo sviluppo di Internet of Things. A novembre 2019, 6G è ancora in fase di sviluppo. La capacità di trasmissione 6G può essere aumentata di 100 volte rispetto a 5G e la latenza della rete può essere ridotta da millisecondi a microsecondi.
Il 3 novembre 2019, il Ministero della Scienza e della Tecnologia, insieme alla Commissione per lo sviluppo e le riforme, il Ministero dell'istruzione, il Ministero dell'industria e della tecnologia dell'informazione, l'Accademia cinese delle scienze e la Fondazione di scienze naturali della Cina hanno organizzato un 6G ricerca e sviluppo tecnologico a Pechino.
concetti basilari
6G, lo standard di comunicazione mobile di sesta generazione, è una tecnologia di comunicazione mobile di rete wireless concettuale, nota anche come tecnologia di comunicazione mobile di sesta generazione. La promozione principale è lo sviluppo di Internet.
La rete 6G sarà un mondo completamente connesso con comunicazioni wireless e satellitari terrestri integrate. Integrando le comunicazioni satellitari nelle comunicazioni mobili 6G e raggiungendo una copertura globale senza soluzione di continuità, i segnali di rete possono raggiungere qualsiasi villaggio remoto, consentendo ai pazienti nelle zone di montagna profonde di ricevere la telemedicina e ai bambini di ricevere un'istruzione a distanza. Inoltre, con il sistema globale di posizionamento satellitare, il sistema satellitare di telecomunicazione, il sistema satellitare di immagini terrestri e la rete terrestre 6G, la copertura completa di terra e aria può anche aiutare gli esseri umani a prevedere il tempo e rispondere rapidamente alle catastrofi naturali. Questo è il futuro del 6G. La tecnologia di comunicazione 6G non rappresenta più una svolta in termini di capacità di rete e velocità di trasmissione. Serve anche a restringere il divario digitale e raggiungere "l'obiettivo finale" dell'interconnessione di tutto. Questo è il significato del 6G.
Tecnologie correlate
terahertz
6G utilizzerà la banda di frequenza terahertz (THz) e la "densificazione" delle reti 6G raggiungerà un livello senza precedenti. A quel punto, i nostri dintorni saranno pieni di piccole stazioni base. La banda terahertz si riferisce a 100GHz-10THz, che è una banda di frequenza molto superiore a 5G. Dalla comunicazione 1G (0.9GHz) a 4G (sopra 1.8GHZ), la frequenza delle onde elettromagnetiche wireless che utilizziamo sta aumentando. Perché maggiore è la frequenza, maggiore è l'intervallo di larghezza di banda consentito e maggiore è la quantità di dati che possono essere trasferiti per unità di tempo, che è ciò che normalmente chiamiamo "la velocità della rete è diventata più veloce". Tuttavia, un altro motivo principale per lo sviluppo di bande di frequenza è che le risorse a banda bassa sono limitate. Proprio come un'autostrada, anche se è ampia, esiste un limite al numero di auto che possono essere ospitate. Quando la strada non è sufficiente, il veicolo sarà bloccato e incapace di muoversi liberamente. In questo momento, è necessario considerare di sviluppare un'altra strada. Lo stesso vale per le risorse dello spettro. Con l'aumento del numero di utenti e del numero di dispositivi intelligenti, la larghezza di banda a spettro limitato deve servire più terminali, il che provocherà un grave deterioramento della qualità del servizio di ciascun terminale. Il metodo possibile per risolvere questo problema è sviluppare nuove bande di frequenza di comunicazione ed espandere la larghezza di banda di comunicazione. Le bande di frequenza principali 4G dei tre principali operatori in Cina si trovano in una parte della banda di frequenza compresa tra 1,8 GHz-2,7 GHz e la banda di frequenza principale del 5G definita dall'International Telecommunications Standards Organization è 3GHz-6GHz, che appartiene a la banda di frequenza delle onde millimetriche. A 6G, entrerà nella banda terahertz a frequenza più elevata, e in questo momento entrerà anche nella banda d'onda sub-millimetrica. "Il terahertz è chiamato sotto-millimetro in astronomia", ha detto Gou Lijun, ricercatore presso l'Osservatorio astronomico nazionale dell'Accademia cinese delle scienze. "Le stazioni di tali osservatori sono generalmente molto alte e molto aride, come l'Antartide e il deserto acatama del Cile." Quindi, quando si parla di "densificazione" della rete nell'era del 6G, saremo circondati da piccole stazioni base? Ciò comporta la copertura della stazione base, ovvero la distanza di trasmissione del segnale della stazione base. In generale, ci sono molti fattori che influenzano la copertura della stazione base, come la frequenza del segnale, la potenza di trasmissione della stazione base, l'altezza della stazione base e l'altezza del terminale mobile. In termini di frequenza del segnale, maggiore è la frequenza, minore è la lunghezza d'onda, quindi l'abilità di diffrazione del segnale (detta anche diffrazione, quando si incontra un ostacolo durante la propagazione delle onde elettromagnetiche, quando la dimensione di questo ostacolo è vicina a la lunghezza d'onda dell'onda elettromagnetica, l'onda elettromagnetica può Diffrazione dal bordo dell'oggetto. La diffrazione può aiutare la diffrazione dell'ombra può aiutare a coprire l'area dell'ombra), peggiore è la perdita, maggiore è la perdita. E questa perdita aumenterà con l'aumentare della distanza di trasmissione e l'intervallo coperto dalla stazione base diminuirà di conseguenza. La frequenza del segnale 6G è già nel livello terahertz, e questa frequenza è vicina allo spettro del livello di energia di rotazione molecolare, ed è facilmente assorbita dalle molecole d'acqua nell'aria, quindi la distanza percorsa nello spazio non è così lontana come segnale 5G, quindi 6G ha bisogno di più stazioni base per "inoltrare". La banda di frequenza utilizzata da 5G è superiore a 4G. Senza considerare altri fattori, la copertura delle stazioni base 5G è naturalmente inferiore a quella del 4G. Con la banda di frequenza più alta di 6G, la copertura delle stazioni base sarà più piccola. Pertanto, la densità delle stazioni base 5G è molto più elevata di quella del 4G. Nell'era del 6G, la densità delle stazioni base non aumenterà.
Multiplazione spaziale
6G utilizzerà la "tecnologia di multiplexing spaziale", le stazioni base 6G saranno in grado di accedere a centinaia o addirittura migliaia di connessioni wireless contemporaneamente e la sua capacità raggiungerà 1000 volte quella delle stazioni base 5G. Ho accennato in precedenza che 6G utilizzerà la banda terahertz, sebbene questa risorsa di frequenza ad alta banda sia abbondante e la capacità del sistema sia grande. Tuttavia, i sistemi di comunicazione mobile che utilizzano vettori ad alta frequenza devono affrontare le gravi sfide del miglioramento della copertura e della riduzione delle interferenze.
Quando la frequenza di un segnale supera i 10 GHz, la sua modalità di propagazione principale non è più diffrazione. Per i collegamenti di propagazione senza linea di vista, la riflessione e lo scattering sono i principali metodi di propagazione del segnale. Allo stesso tempo, maggiore è la frequenza, maggiore è la perdita di propagazione, minore è la distanza di copertura e minore è la capacità di diffrazione. Questi fattori aumenteranno notevolmente la difficoltà di copertura del segnale. Non solo 6G, ma anche 5G nella banda d'onda millimetrica. 5G utilizza il MIMO massiccio e il beamforming per risolvere questi problemi. Il segnale del nostro telefono cellulare è collegato alla stazione base dell'operatore, più precisamente, all'antenna sulla stazione base. La massiccia tecnologia MIMO è molto semplice da dire, è in realtà aumentare il numero di antenne trasmittenti e riceventi, ovvero progettare un array multi-antenna per compensare le perdite sul percorso ad alta frequenza. Con la configurazione di più antenne MIMO, è possibile aumentare la quantità di dati da trasmettere e utilizzare la tecnologia di multiplexing spaziale. Alla fine della trasmissione, il flusso di dati ad alta velocità è diviso in più flussi di dati secondari a velocità inferiore e diversi flussi di dati secondari vengono trasmessi sulla stessa banda di frequenza su diverse antenne di trasmissione. Poiché i sottocanali spaziali tra le schiere di antenne all'estremità trasmittente e l'estremità ricevente sono sufficientemente diversi, il ricevitore può distinguere questi flussi paralleli di sub-dati senza pagare risorse di frequenza o di tempo supplementari. Il vantaggio di questa tecnologia è che può aumentare la capacità del canale e aumentare l'utilizzo dello spettro senza consumare ulteriore larghezza di banda e consumare ulteriore potenza di trasmissione. Tuttavia, l'array multi-antenna di MIMO concentra la maggior parte dell'energia trasmessa in un'area molto stretta. Cioè, maggiore è il numero di antenne, più stretta è la larghezza del raggio. Il vantaggio di questo è che ci saranno meno interferenze tra diversi raggi e tra diversi utenti, perché diversi raggi hanno le loro aree di messa a fuoco, queste aree sono molto piccole e non c'è molta intersezione tra di loro. Ma porta anche un altro problema: il raggio stretto emesso dalla stazione base non è omnidirezionale a 360 gradi, come garantire che il raggio possa coprire gli utenti in qualsiasi direzione intorno alla stazione base? In questo momento, è tempo che la tecnologia del beamforming mostri la sua magia. Per dirla semplicemente, la tecnologia del beamforming utilizza algoritmi complessi per gestire e controllare il fascio per farlo sembrare un "riflettore". Questi "riflettori" possono scoprire dove sono raccolti tutti i telefoni e quindi coprire il segnale con maggiore attenzione. 5G utilizza la tecnologia MIMO per migliorare l'utilizzo dello spettro. 6G si trova in una banda di frequenza più elevata e l'ulteriore sviluppo di MIMO in futuro fornirà probabilmente il supporto tecnico chiave per 6G
