Samsung prezentuje wyniki badań nad technologią 6G i publikuje Białą Księgę (White Paper) dotyczącą zakresu jej wykorzystania.

10 maja 2022

Firma Samsung Electronics Co. Ltd. opublikowała właśnie białą księgę, w której przedstawiono wizję firmy dotyczącą wykorzystania globalnych pasm częstotliwości dla technologii komunikacyjnej nowej generacji 6G.

Dokument zatytułowany „Zakres 6G: poszerzanie granic” omawia sposoby pozyskania widma niezbędnego do realizacji wizji 6G przedstawionej przez firmę w Białej Księdze opublikowanej wcześniej w lipcu 2020 roku.

– Już dawno rozpoczęliśmy naszą podróż, by zrozumieć, rozwinąć i ustandaryzować technologię komunikacyjną 6G – mówi Sunghyun Choi, Wiceprezes Wykonawczy i Szef Centrum Badań nad Zaawansowaną Komunikacją wydziału Samsung Research. – Chcemy przejąć inicjatywę i dzielić się naszymi odkryciami, aby rozpowszechniać naszą wizję wprowadzania nowych, niezwykle połączonych doświadczeń w każdym zakątku życia.

Zakres 6G: poszerzanie granic

Technologia 6G wymagałaby ultra szerokości ciągłego pasma od setek MHz do dziesiątek GHz, by pojawiły się nowe usługi, takie jak hologramy mobilne o wysokiej wierności i realnie immersyjna rzeczywistość rozszerzona (XR), które charakteryzują się ultraszybką komunikacją i dużą ilością danych. Rośnie również zapotrzebowanie na większy zasięg. W odpowiedzi na te potrzeby Samsung proponuje rozważenie wszystkich dostępnych pasm dla technologii 6G: od niskiego pasma poniżej 1 GHz, poprzez średnie pasmo z zakresu 1-24 GHz, aż do wysokiego z zakresu 24-300 GHz.

Podkreśla również znaczenie zabezpieczenia nowych pasm dla komercyjnych wdrożeń 6G, ponieważ sieci 5G będą nadal działać, gdy rozpocznie się wdrażanie 6G. Pasmo środkowe z zakresu 7-24 GHz jest kandydatem mogącym zapewnić szybszą transmisję danych i rozsądny zasięg. Pasmo subterahercowe (sub-THz) z zakresu 92-300 GHz jest rozważane do obsługi ultraszybkiej transmisji danych. Biała Księga wspomina również o realokacji istniejących pasm wykorzystywanych w sieciach 3G, 4G i 5G do sieci 6G jako jeszcze jednym sposobie na uzyskanie całego zakresu niezbędnego dla 6G. Ponadto zauważa, że badania nad przyszłościowymi regulacjami i technologiami dotyczącymi wykorzystania zakresu są niezbędne do zapewnienia wydajnego i elastycznego wsparcia 6G i innych usług o ograniczonym spektrum.

Najnowsze ustalenia dotyczące technologii kandydujących do pracy w zakresie 6G

Wydając Białą Księgę dotyczącą zakresu 6G, Samsung podkreśla również wyniki swoich badań nad niektórymi potencjalnymi technologiami 6G – w szczególności komunikacją w paśmie sub-THz, rekonfigurowalną inteligentną powierzchnią (RIS), dupleksu z mieszanym podziałem (XDD), pełnego dupleksu, kompensacji nieliniowości opartej na sztucznej inteligencji (AI-NC) i oszczędności energii opartej na sztucznej inteligencji (AI-ES).

Pasmo sub-THz jest uznawane za kandydata dla komunikacji 6G w której dane mają być przesyłane z szybkością do 1 terabitów na sekundę (Tbps), czyli 50 razy szybciej niż w sieci 5G (20 Gbps). W czerwcu 2021 r. firma Samsung z powodzeniem zademonstrowała technologię która umożliwiła transmisję danych z prędkością 6 Gb/s w pomieszczeniach zamkniętych na odległość 15 metrów, a w następnym roku – z prędkością 12 Gb/s w pomieszczeniach zamkniętych na odległość 30 metrów i 2,3 Gb/s w przestrzeni otwartej na odległość 120 metrów.

RIS może poprawić skupienie wiązki oraz kierować lub odbijać sygnał radiowy w pożądanym kierunku za pomocą powierzchni z metamateriału. Może zmniejszyć utratę penetracji i zablokowanie sygnału o wysokiej częstotliwości, np. fal milimetrowych. Firma Samsung dowiodła, że jej technologia soczewek RIS może czterokrotnie zwiększyć siłę sygnału, a zasięg sterowalności wiązką 150%.

XDD może zwiększyć zasięg propagacji sygnału uplink do dwóch razy w systemie TDD, umożliwiając ciągłą transmisję uplink w niewielkiej części pasma systemu. W związku z tym XDD jest w stanie radykalnie zwiększyć zasięg systemu TDD często używanego w pasmach wysokiej częstotliwości. Firma Samsung zademonstrowała swoją podstawową technologię: eliminację własnych pól zakłóceń w stacji bazowej.

Dzięki pełnemu dupleksowi transmisja i odbiór danych mogą odbywać się jednocześnie na tej samej częstotliwości, dzięki czemu prędkość przesyłu danych wzrasta nawet dwukrotnie. Firma Samsung przeprowadziła udaną próbę pełnego dupleksu w paśmie milimetrowym ze stacją bazową i terminalem oddalonym od siebie o 100 metrów, demonstrując eliminację zakłóceń własnych o ponad 114 dB i wzrost szybkości transmisji danych o 190%.

AI-NC wykorzystuje sztuczną inteligencję w odbiorniku, by skompensować zniekształcenia sygnału spowodowane nieliniowością wzmacniacza mocy nadajnika, a tym samym może znacznie poprawić zasięg i jakość sygnałów o wysokiej szybkości transmisji danych. Firma Samsung uzyskała poprawę zasięgu o 190% dla szybkiej transmisji uplink i poprawę prędkości transmisji o 150% w granicach zasięgu.

AI-ES wykorzystuje sztuczną inteligencję do minimalizowania zużycia energii przez stację bazową poprzez dostosowywanie parametrów sterujących włączaniem i wyłączaniem zasilania wybranych komórek w zależności od obciążenia ruchem, bez wpływu na wydajność sieci. W symulacji stacji bazowych opartej na rzeczywistych danych firma Samsung zastosowała AI-ES, osiągając oszczędność energii na poziomie ponad 10%.

Firma Samsung planuje udostępnić więcej szczegółów i wyników swych badań nad technologią 6G na pierwszym Forum Samsung 6G (samsung6gforum.com) zaplanowanym na 13 maja 2022 r.