Samsung поделилась результатами исследования нового поколения связи 6G

Компания поделилась своим видением и планами по подготовке к созданию систем связи следующего поколения

Samsung Electronics опубликовала технический документ, в котором изложено видение компании по выделению глобальных частотных диапазонов для сетей 6G, которые представляют собой технологии связи следующего поколения. В документе под названием «Спектр 6G: расширение границ» (6G Spectrum: Expanding the Frontier¹) обсуждаются способы реализации концепции компании в области 6G, которая была представлена в информационно-техническом документе, опубликованном в июле 2020 года.

“Мы давно работаем в области развития и стандартизации технологий связи 6-го поколения, – отметил Сунхьюн Чой (Sunghyun Choi), исполнительный вице-президент и глава исследовательского центра передовых коммуникаций (Advanced Communications Research Center) в Samsung Research². – Мы не только стремимся быть первыми, но и готовы делиться нашими открытиям, чтобы популяризовать наше видение будущего, где все устройства взаимосвязаны”.

Спектр 6G: расширение границ

Для развертывания сетей 6G потребуется спектр со сверхширокой непрерывной полосой пропускания в диапазоне от сотен МГц до десятков ГГц, что позволит реализовать новые сервисы, например, высококачественные мобильные голограммы и по-настоящему иммерсионные приложения расширенной реальности (XR), которым требуются сверхвысокая скорость связи и большие объемы данных. Кроме того, сегодня в мире наблюдается растущий спрос на увеличение зоны покрытия. Поэтому Samsung предлагает рассмотреть все доступные диапазоны для сетей 6G: от нижнего (low-band, до 1 ГГц) до среднего (mid-band, 1 ГГц – 24 ГГц) и верхнего диапазонов (high-band, 24 ГГц –300 ГГц).

В опубликованном документе подчеркивается важность выделения новых диапазонов для коммерческого развертывания сетей 6G, поскольку диапазон 5G продолжит использоваться, когда начнется внедрение сетей нового поколения. Средний диапазон (7 ГГц – 24 ГГц) является компромиссным выбором, позволяющим поддерживать более высокую скорость передачи данных с хорошим покрытием. Субтерагерцовый (суб-ТГц) диапазон (92 ГГц – 300 ГГц) рассматривается для развертывания сетей связи со сверхвысокой скоростью передачи данных. В техническом документе также упоминается возможность перераспределения диапазонов сетей 3G, 4G и 5G для работы в режиме 6G в качестве еще одно способа получить весь спектр, необходимый для сетей 6G. Вместе с тем, в документе отмечается, что исследования будущих правил, регламентов и технологий использования спектра необходимы для обеспечения эффективной и гибкой поддержки 6G и других сервисов в условиях ограниченного спектра диапазонов.

Новые выводы о технологиях, которые могут использоваться в сетях 6G

Помимо технического документа о необходимом спектре для сетей 6G, Samsung поделилась результатами исследований в отношении некоторых технологий-кандидатов для сетей нового поколения, например, технологии связи в субтерагерцовом диапазоне, реконфигурируемой интеллектуальной поверхности (reconfigurable intelligent surface, RIS), дуплекса с перекрестным разделением каналов (cross division duplex, XDD), полного дуплекса, технологий компенсации нелинейности на основе искусственного интеллекта (AI-NC) и энергосбережения на основе искусственного интеллекта (AI-ES).

Суб-ТГц диапазон считается одним из вариантов диапазона для развертывания сетей 6G, который, как ожидается, будет поддерживать скорость передачи данных до 1 терабит в секунду (Тбит/с), что в 50 раз быстрее, чем 20 Гбит/с в сетях 5G. В июне 2021 года Samsung успешно продемонстрировала скорость передачи данных 6 Гбит/с на расстоянии 15 метров в помещении, а в этом году провела испытания, на которых удалось достичь скорости передачи данных 12 Гбит/с на расстоянии 30 метров в помещении и 2,3 Гбит/с на расстоянии 120 метров вне помещения, в этом году.

Технология реконфигурируемой интеллектуальной поверхности (RIS) способна улучшить резкость луча и позволяет направлять или отражать беспроводной сигнал в нужном направлении за счет поверхности из метаматериала (metamaterial). Все это позволяет уменьшить потери при проникновении и блокировке высокочастотного сигнала, например, миллиметрового диапазона. Компания Samsung продемонстрировала, что разработанная ею технология линз RIS способна увеличить мощность сигнала в четыре раза и расширить диапазон управления лучом в 1,5 раза.

Технология дуплекса с перекрестным разделением каналов (XDD) позволяет увеличить дальность распространения восходящего сигнала в TDD системе, обеспечивая непрерывную восходящую передачу в небольшой части полосы пропускания системы. Таким образом, технология XDD способна значительно расширить зону покрытия системы TDD, часто используемой в высокочастотных диапазонах. Samsung также продемонстрировала свою ключевую технологию подавления собственных помех (self-interference cancellation) на базовой станции.

При использовании полнодуплексной связи передача и прием данных могут происходить одновременно на одной и той же частоте, поэтому скорость передачи данных увеличивается до двух раз. Компания Samsung провела успешное испытание полного дуплекса в миллиметровом диапазоне (mmWave) с базовой станцией и терминалом на расстоянии 100 метров друг от друга, продемонстрировав подавление собственных помех более чем на 114 дБ и улучшение скорости передачи данных в 1,9 раз.

Технология компенсации нелинейности на основе искусственного интеллекта (AI-NC) использует алгоритмы ИИ на стороне приемника для компенсации искажения сигнала, обусловленного нелинейностью усилителя мощности передатчика, и позволяет значительно улучшить покрытие и качество сигнала при высокоскоростной передаче данных. Samsung продемонстрировала улучшение зоны покрытия в 1,9 раз при высокоскоростной передаче исходящих данных и улучшение скорости передачи в 1,5 раза с сохранением покрытия.

Технология AI-ES использует искусственный интеллект для минимизации энергопотребления на базовой станции, регулируя параметры, контролирующие включение/выключение питания выбранных сот в зависимости от трафика, не оказывая при этом влияния на производительность сети. При моделировании работы базовых станций на основе реальных данных.

Samsung применила технологию AI-ES, добившись экономии энергии более чем на 10%. Samsung намерена поделиться более подробной информацией по этой теме, а также представить результаты исследования сетей 6G на первом форуме компании Samsung 6G (samsung6gforum.com), который состоится 13 мая 2022 года.

Для получения дополнительной информации о Samsung Tech Forum посетите сайт Samsung Research: research.samsung.com/events

¹ Технический доклад Samsung о спектре для сетей 6G доступен для загрузки на сайте research.samsung.com.

² Центр передовых исследований Samsung Electronics, который возглавляет разработку новых будущих технологий для подразделения eXperience.