Документ продолжает работу, начатую в июле 2020 года с публикацией первого документа «Следующий гиперсвязанный опыт для всех», и анализирует ключевые факторы, которые влияют на стандартизацию 6G и развитие мобильной связи будущего. В нем рассматриваются актуальные рыночные и технологические тенденции, перспективные сервисы, ключевые характеристики 6G и вспомогательных технологий.

Samsung стремится интегрировать новейшие технологии искусственного интеллекта в телекоммуникационные системы, чтобы повысить качество сетей и создать устойчивую цифровую среду, ориентированную на пользователя.

«Мы активизируем наши исследования в области 6G, сосредотачиваем усилия на коммуникационных технологиях, основанных на ИИ, и устойчивых сетях, — отметил Чарли Чжан, старший вице-президент Центра перспективных коммуникационных исследований (ACRC) Samsung Research. — В этом году телекоммуникационная отрасль ускоряет процесс стандартизации 6G, и Samsung продолжит разрабатывать технологии в соответствии с рыночными требованиями».

Рыночные и технологические тенденции на пути к 6G

Рост мобильного трафика обусловлен стремительным развитием технологий искусственного интеллекта и распространением потоковых сервисов. В этих условиях необходимы передовые решения для управления увеличивающимся объемом данных и улучшения пользовательского опыта в мобильных сетях нового поколения.

С момента внедрения 5G индустрия связи сосредоточилась на оптимизации работы систем, обеспечении устойчивости и повышении качества обслуживания. Помимо совершенствования показателей скорости передачи данных и сокращения задержек, важнейшими задачами остаются снижение эксплуатационных затрат, повышение энергоэффективности, расширение зон покрытия и внедрение инновационных технологий, в том числе искусственного интеллекта.

Перспективные сервисы

Развитие технологии 5G-Advanced позволит расширить возможности 5G, интегрировать технологии искусственного интеллекта и создать основу для 6G.

В новом информационно-техническом документе представлены ключевые сервисы, которые будут определять эпоху 6G. 

• Иммерсивная расширенная реальность (XR) — создает по-настоящему захватывающие пользовательские впечатления за счет интеграции виртуального и реального миров. Эта технология привлекает внимание в сферах развлечений, здравоохранения и науки.
• Цифровой двойник (Digital Twin) — формирует виртуальную копию физических объектов, людей, устройств и пространств на базе 6G. Это позволит дистанционно контролировать объекты, выявлять и устранять проблемы.
• Массовые коммуникации — одновременное подключение множества датчиков, машин, терминалов и других устройств к сетям способствует автоматизации и управлению умными городами, домами и производствами.
• Повсеместная связь (Ubiquitous Connectivity) — расширяет зону обслуживания за счет объединения наземных и неназемных сетей, например, спутников и платформ высокой стратосферы (HAPS).
• Фиксированный беспроводной доступ (FWA) — беспроводное предоставление широкополосных услуг, ранее доступных только через проводные сети, станет важным фактором расширения телекоммуникационного бизнеса.

Ключевые характеристики 6G

Samsung выделяет четыре ключевые характеристики, которые определяют развитие технологий 6G.

• AI-Native^[1] — интеграция технологий искусственного интеллекта на всех этапах — от проектирования и разработки до управления и эксплуатации систем — обеспечит повышение производительности сетей.
• Устойчивость сети (Sustainable Network) — снижает эксплуатационные затраты и повышает удовлетворенность пользователей за счет увеличения энергоэффективности как сетей, так и пользовательских устройств.
• Повсеместное покрытие (Ubiquitous Coverage) — снижает капитальные затраты (CAPEX) на развертывание сетей и повышение качества связи за счет объединения наземных и неназемных компонентов сети.
• Безопасная и устойчивая сеть (Secure and Resilient Network) — защищает данные пользователей и обеспечивает высокую надежность связи за счет роста вычислительных мощностей и внедрения ИИ-технологий в 2030-х годах.

Дорожная карта 6G

Опубликовав информационно-технический документ, компания Samsung еще раз подтвердила свою ведущую роль в формировании направлений исследований и разработке ключевых технологий 6G.

Исследования в области 6G стартовали в 2020 году, и, согласно прогнозам, процесс стандартизации технологий нового поколения завершится к 2030 году. К этому сроку специалисты закончат разработку, тестирование и согласование кандидатных технологий. Согласно актуальным графикам Сектора радиосвязи Международного союза электросвязи (ITU-R)^[2] и партнерского проекта развития связи 3-го поколения (3GPP)^[3] активность в сфере исследований и разработок 6G будет нарастать.

Samsung продолжит лидировать в глобальной стандартизации и подготовке к эре 6G с учетом опыта коммерциализации 5G и необходимости в адаптации к новым требованиям рынка.

В ноябре прошлого года компания организовала Silicon Valley Future Wireless Summit, на котором ведущие эксперты отрасли обсудили интеграцию телекоммуникационных технологий и ИИ. Samsung представила технологии AI-RAN и продемонстрировала результаты их тестирования (Proof of Concept, PoC), что вызвало значительный интерес среди крупнейших операторов связи.

^[1]«ЭйАй Нейтив»
^[2]Международный союз электросвязи (ITU) — это специализированное учреждение ООН в области информационных и коммуникационных технологий, объединяющее 193 государства-члена, а также более 1 000 компаний, университетов, научно-исследовательских институтов и международных и региональных организаций. Сектор радиосвязи ITU (ITU-R) отвечает за регулирование и стандартизацию глобальной радиосвязи.
^[3]3GPP занимается разработкой глобальных единых технических спецификаций для мобильной связи.

СЕУЛ, Корея 8 мая 2022 года – 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

Подробнее о Samsung Electronics Co., Ltd.

Samsung вдохновляет мир и формирует будущее, внедряя инновационные идеи и технологии. Компания меняет традиционное представление о телевизорах, смартфонах, носимых устройствах, планшетах, бытовых приборах, сетевых системах и памяти, высоко интегрированных схемах, полупроводниках и светодиодных решениях. Чтобы ознакомиться с последними новостями о компании, посетите Samsung Newsroom: news.samsung.com/ru

[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