Το white paper της Samsung για το φάσμα των δικτύων 6G

Η Samsung Electronics Co., Ltd. δημοσίευσε τη Λευκή Βίβλο που αναπτύσσει το όραμα της εταιρείας για την εξασφάλιση παγκόσμιων ζωνών συχνοτήτων 6G. Η Λευκή Βίβλος με τίτλο «6G Spectrum: Expanding the Frontier» εξετάζει τους τρόπους επίτευξης του οράματος 6G της Samsung, όπως αυτό παρουσιάστηκε στη Λευκή Βίβλο που κυκλοφόρησε τον Ιούλιο του 2020.

Το 6G θα απαιτούσε ένα εξαιρετικά ευρυζωνικό φάσμα συχνοτήτων με συνεχόμενο εύρος ζώνης, που κυμαίνεται από εκατοντάδες MHz έως δεκάδες GHz για να επιτρέψει τη δημιουργία νέων υπηρεσιών όπως τα ολογράμματα κινητών υψηλής πιστότητας και η εκτεταμένη πραγματικότητα (XR), που χαρακτηρίζονται από επικοινωνίες εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας και μεγάλο όγκο δεδομένων. Υπάρχει, επίσης, ολοένα και περισσότερη ζήτηση για μεγαλύτερη κάλυψη. Ως απάντηση σε αυτές τις απαιτήσεις, η Samsung προτείνει να εξεταστούν όλες οι διαθέσιμες ζώνες για 6G, από τη χαμηλή ζώνη κάτω του 1 GHz, τη μεσαία ζώνη στην περιοχή 1-24 GHz και την υψηλή ζώνη στην περιοχή 24-300 GHz.

Η Samsung υπογραμμίζει, επίσης, τη σημασία εξασφάλισης νέων ζωνών δικτύου με στόχο την εμπορική ανάπτυξη του 6G, καθώς κατά την έναρξη της ανάπτυξης του δικτύου 6G, τα δίκτυα 5G θα εξακολουθούν να βρίσκονται σε λειτουργία. Η μεσαία ζώνη εντός της περιοχής 7-24 GHz είναι υποψήφια για να υποστηρίξει τη μεγαλύτερη ταχύτητα δεδομένων και ευρεία κάλυψη που απαιτείται. Η ζώνη sub-terahertz (sub-THz) στην περιοχή 92–300 GHz εξετάζεται για υποστήριξη ρυθμού δεδομένων εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας. Η Λευκή βίβλος της Samsung αναφέρει, επίσης, την αξιοποίηση ζωνών που χρησιμοποιούνται ήδη για δίκτυα 3G, 4G και 5G σε λειτουργία 6G, ως εναλλακτική λύση για την εκμετάλλευση όλου του απαιτούμενου φάσματος για το δίκτυο 6G. Επιπλέον, σημειώνει ότι είναι απαραίτητη η έρευνα για μελλοντικούς κανονισμούς και τεχνολογίες σχετικά με τη χρήση του φάσματος, ώστε να επιτευχθεί παροχή αποτελεσματικής και ευέλικτης υποστήριξης 6G και άλλων υπηρεσιών περιορισμένου φάσματος.

Με την κυκλοφορία της Λευκής Βίβλου για το φάσμα δικτύου 6G, η Samsung υπογραμμίζει, ακόμη, τα ερευνητικά της πορίσματα σχετικά με ορισμένες από τις υποψήφιες τεχνολογίες 6G, όπως οι ζώνες επικοινωνίας sub-THz, η αναδιαμορφώσιμη έξυπνη επιφάνεια (RIS), η μέθοδος cross division duplex (XDD), η μέθοδος full duplex, η μη-γραμμική αντιστάθμιση που βασίζεται στην τεχνολογία AI (AI) (AI-NC) και η εξοικονόμηση ενέργειας που βασίζεται στην τεχνολογία AI (AI-ES).

Το φάσμα συχνοτήτων Sub-THz θεωρείται ως πιθανό για να αξιοποιηθεί στις επικοινωνίες 6G, ενώ αναμένεται να υποστηρίζει ρυθμό δεδομένων έως και 1 Terabit ανά δευτερόλεπτο (Tbps), δηλαδή 50 φορές ταχύτερο από τα 20 Gbps των δικτύων 5G. Η Samsung επέδειξε ρυθμό δεδομένων 6 Gbps σε απόσταση 15 μέτρων σε εσωτερικούς χώρους τον Ιούνιο του 2021 και 12 Gbps σε απόσταση 30 μέτρων σε εσωτερικούς χώρους και 2,3 Gbps σε απόσταση 120 μέτρων σε εξωτερικό χώρο το επόμενο έτος.

H τεχνολογία Αναδιαμορφώσιμης Έξυπνης Επιφάνειας (RIS) μπορεί να βελτιώσει την ευκρίνεια δέσμης και να κατευθύνει ή να αντανακλά το ασύρματο σήμα προς την επιθυμητή κατεύθυνση με τη χρήση επιφάνειας μεταϋλικού. Μπορεί να μειώσει την απώλεια διείσδυσης και την απόφραξη του σήματος υψηλής συχνότητας, π.χ., mmWave. Η Samsung απέδειξε ότι η τεχνολογία φακών RIS της μπορεί να βελτιώσει την ισχύ του σήματος κατά τέσσερις φορές και το εύρος διεύθυνσης της δέσμης κατά 1,5 φορές.

Η τεχνολογία XDD μπορεί να βελτιώσει την απόσταση διάδοσης του σήματος ανερχόμενης ζεύξης έως και δύο φορές στο σύστημα TDD, επιτρέποντας τη συνεχή μετάδοση ανερχόμενης ζεύξης σε ένα μικρό τμήμα του εύρους ζώνης του συστήματος. Ως εκ τούτου, το XDD είναι ικανό να βελτιώσει σημαντικά την κάλυψη του συστήματος TDD, που χρησιμοποιείται συχνά σε ζώνες υψηλής συχνότητας. Σε αυτό το πλαίσιο, η Samsung παρουσίασε τη βασική της τεχνολογία, που αφορά στην ακύρωση αυτο-παρεμβολών στο σταθμό βάσης.

Με την τεχνολογία full duplex, η μετάδοση και η λήψη δεδομένων μπορούν να πραγματοποιηθούν ταυτόχρονα, χρησιμοποιώντας την ίδια συχνότητα, έτσι ώστε η ταχύτητα δεδομένων να διπλασιάζεται. Η Samsung πραγματοποίησε μια επιτυχημένη δοκιμή της τεχνολογίας full duplex στη ζώνη mmWave με σταθμό βάσης και τερματικό σε απόσταση 100 μέτρων μεταξύ τους, επιδεικνύοντας την ακύρωση αυτο-παρεμβολών άνω των 114 dB και 1,9 φορές βελτίωση στον ρυθμό μετάδοσης δεδομένων.

Τέλος, η τεχνολογία AI-ES βασίζεται στο AI για να ελαχιστοποιήσει την κατανάλωση ενέργειας στο σταθμό βάσης, προσαρμόζοντας τις παραμέτρους που ελέγχουν την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση επιλεγμένων κυψελών, ανάλογα με το φορτίο του δικτύου, χωρίς να επηρεάζεται η απόδοση του δικτύου. Ενδεικτικά, σε μια επαναληπτική προσομοίωση σταθμών βάσης που βασίστηκε σε πραγματικά δεδομένα, η Samsung εφάρμοσε την τεχνολογία AI-ES για να επιτύχει εξοικονόμηση ενέργειας άνω του 10%.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το Samsung Tech Forum, επισκεφτείτε τον ιστότοπο της Samsung Research στο research.samsung.com/events.

Τεύχος 63