6G
6G, o padrão de comunicação móvel de sexta geração, também é chamado de tecnologia de comunicação móvel de sexta geração. A principal promoção é o desenvolvimento da Internet das Coisas. Em novembro de 2019, o 6G ainda está em desenvolvimento. A capacidade de transmissão de 6G pode ser aumentada em 100 vezes em comparação com 5G e a latência da rede pode ser reduzida de milissegundos para microssegundos.
Em 3 de novembro de 2019, o Ministério da Ciência e Tecnologia, juntamente com a Comissão de Desenvolvimento e Reforma, o Ministério da Educação, o Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação, a Academia Chinesa de Ciências e a Fundação de Ciências Naturais da China organizaram um 6G trabalho de pesquisa e desenvolvimento de tecnologia em Pequim.
Conceitos Básicos
6G, o padrão de comunicação móvel de sexta geração, é uma tecnologia de comunicação móvel de rede sem fio conceitual, também conhecida como a tecnologia de comunicação móvel de sexta geração. A principal promoção é o desenvolvimento da Internet.
A rede 6G será um mundo totalmente conectado, com comunicações terrestres sem fio e via satélite integradas. Ao integrar as comunicações via satélite nas comunicações móveis 6G e obter cobertura global contínua, os sinais de rede podem chegar a qualquer vilarejo remoto, permitindo que pacientes em áreas montanhosas profundas recebam telemedicina e crianças recebam educação a distância. Além disso, com o sistema global de posicionamento por satélite, sistema de telecomunicações por satélite, sistema de satélite de imagem terrestre e rede terrestre 6G, a cobertura total do solo e do ar também pode ajudar os humanos a prever o clima e responder rapidamente a desastres naturais. Este é o futuro do 6G. A tecnologia de comunicação 6G não é mais uma inovação em capacidade de rede e taxa de transmissão simples. É também reduzir o fosso digital e alcançar o "objetivo final" de interconectar tudo. Este é o significado de 6G.
Tecnologias relacionadas
Terahertz
O 6G usará a banda de frequência terahertz (THz) e a "densificação" das redes 6G alcançará um nível sem precedentes. Até lá, nosso ambiente estará cheio de pequenas estações-base. A banda terahertz refere-se a 100GHz-10THz, que é uma banda de frequência muito superior a 5G. Da comunicação 1G (0.9GHz) a 4G (acima de 1.8GHZ), a frequência das ondas eletromagnéticas sem fio que usamos está aumentando. Como quanto maior a frequência, maior a faixa de largura de banda permitida e maior a quantidade de dados que podem ser transferidos por unidade de tempo, o que geralmente chamamos de "a velocidade da rede se tornou mais rápida". No entanto, outro motivo principal para o desenvolvimento de bandas de frequência é que os recursos de banda baixa são limitados. Assim como uma rodovia, mesmo que seja larga, há um limite para o número de carros que podem ser acomodados. Quando a estrada não é suficiente, o veículo será bloqueado e incapaz de circular livremente. Neste momento, é necessário considerar o desenvolvimento de outra estrada. O mesmo vale para os recursos do espectro. Com o aumento do número de usuários e do número de dispositivos inteligentes, a largura de banda limitada do espectro precisa atender a mais terminais, o que fará com que a qualidade do serviço de cada terminal se deteriore gravemente. O método viável para resolver esse problema é desenvolver novas bandas de frequência de comunicação e expandir a largura de banda de comunicação. As principais bandas de frequência 4G dos três principais operadores na China estão localizadas em uma parte da faixa de frequências entre 1,8 GHz a 2,7 GHz, e a faixa de frequência principal de 5 G definida pela Organização Internacional de Padrões de Telecomunicações é 3GHz-6 GHz, que pertence a a faixa de frequência de onda milimétrica. Em 6G, ele entrará na faixa de terahertz de frequência mais alta e, neste momento, também entrará na banda de ondas sub-milimétricas. "O terahertz é chamado sub-milímetro em astronomia", disse Gou Lijun, pesquisador do Observatório Astronômico Nacional da Academia Chinesa de Ciências. "As estações desses observatórios são geralmente muito altas e muito secas, como a Antártica e o deserto de acatama do Chile". Então, quando se trata da "densificação" da rede na era 6G, estaremos cercados por pequenas estações base? Isso envolve a cobertura da estação base, ou seja, a distância de transmissão do sinal da estação base. De um modo geral, existem muitos fatores que afetam a cobertura da estação base, como a frequência do sinal, a potência de transmissão da estação base, a altura da estação base e a altura do terminal móvel. Em termos de frequência do sinal, quanto maior a frequência, menor o comprimento de onda, de modo que a capacidade de difração do sinal (também chamada de difração, quando um obstáculo é encontrado durante a propagação de ondas eletromagnéticas, quando o tamanho desse obstáculo está próximo de o comprimento de onda da onda eletromagnética, a onda eletromagnética pode difracionar a partir da borda do objeto.A difração pode ajudar a difração de sombra pode ajudar a cobrir a área da sombra), quanto pior a perda, maior a perda. E essa perda aumentará com o aumento da distância de transmissão, e o alcance coberto pela estação base diminuirá de acordo. A frequência do sinal 6G já está no nível de terahertz, e esta frequência está próxima do espectro do nível de energia de rotação molecular e é facilmente absorvida pelas moléculas de água no ar, portanto a distância percorrida no espaço não é tão longe. como o sinal 5G, então o 6G precisa de mais estações base para "retransmitir". A banda de frequência usada por 5G é superior a 4G. Sem considerar outros fatores, a cobertura das estações base 5G é naturalmente menor que a do 4G. Com a banda de frequência mais alta de 6G, a cobertura das estações base será menor. Portanto, a densidade das estações base 5G é muito maior que a do 4G. Na era 6G, a densidade das estações base não aumentará.
Multiplexação espacial
O 6G usará a "tecnologia de multiplexação espacial", as estações base 6G poderão acessar centenas ou até milhares de conexões sem fio ao mesmo tempo e sua capacidade atingirá 1000 vezes a capacidade das estações base 5G. Mencionei anteriormente que o 6G usará a banda terahertz, embora esse recurso de frequência de banda alta seja abundante e a capacidade do sistema seja grande. No entanto, os sistemas de comunicação móvel que usam operadoras de alta frequência enfrentam os sérios desafios de melhorar a cobertura e reduzir a interferência.
Quando a frequência de um sinal excede 10 GHz, seu principal modo de propagação não é mais a difração. Para links de propagação sem linha de visão, reflexão e dispersão são os principais métodos de propagação de sinal. Ao mesmo tempo, quanto maior a frequência, maior a perda de propagação, menor a distância de cobertura e mais fraca a capacidade de difração. Esses fatores aumentam bastante a dificuldade de cobertura do sinal. Não apenas 6G, mas também 5G na banda de ondas milimétricas. O 5G usa MIMO maciço e formação de feixe para resolver esses problemas. Nosso sinal de celular é conectado à estação base do operador, com mais precisão, à antena na estação base. A tecnologia MIMO maciça é muito simples de dizer, na verdade é aumentar o número de antenas de transmissão e de recepção, ou seja, projetar um conjunto de antenas para compensar as perdas no caminho de alta frequência. Com a configuração de múltiplas antenas MIMO, a quantidade de dados a serem transmitidos pode ser aumentada e a tecnologia de multiplexação espacial é usada. Na extremidade da transmissão, o fluxo de dados de alta taxa é dividido em vários fluxos de sub-dados de taxa mais baixa e diferentes fluxos de sub-dados são transmitidos na mesma faixa de frequência em diferentes antenas de transmissão. Como os subcanais espaciais entre as matrizes da antena na extremidade transmissora e na extremidade receptora são suficientemente diferentes, o receptor pode distinguir esses fluxos de sub-dados paralelos sem pagar recursos extras de frequência ou tempo. A vantagem dessa tecnologia é que ela pode aumentar a capacidade do canal e a utilização do espectro sem consumir largura de banda adicional e consumir energia de transmissão adicional. No entanto, o conjunto de antenas do MIMO concentra a maior parte da energia transmitida em uma área muito estreita. Ou seja, quanto maior o número de antenas, menor a largura do feixe. A vantagem disso é que haverá menos interferência entre diferentes feixes e entre usuários diferentes, porque feixes diferentes têm suas próprias áreas de foco, essas áreas são muito pequenas e não há muita interseção entre elas. Mas também traz outro problema: o feixe estreito emitido pela estação base não é omnidirecional a 360 graus, como garantir que o feixe possa cobrir os usuários em qualquer direção em torno da estação base? Neste momento, é hora de a tecnologia de formação de feixes mostrar sua mágica. Simplificando, a tecnologia de formação de feixe usa algoritmos complexos para gerenciar e controlar o feixe, fazendo com que pareça um "holofote". Esses "holofotes" podem descobrir onde os telefones estão reunidos e depois cobrir o sinal com mais foco. O 5G usa a tecnologia MIMO para melhorar a utilização do espectro. O 6G está em uma faixa de frequência mais alta, e o desenvolvimento futuro de MIMO no futuro provavelmente fornecerá suporte técnico essencial para o 6G
