Точка зрения / январь 2022
Движение к технологиям 6G

Лидия
Варукина

директор по технологиям мобильной связи в регионе Восточная Европа, Nokia, к.т.н.
© ComNews
13.01.2022

В то время, когда в мире только началось массовое внедрение технологии 5G, в научной среде и в индустрии мобильной связи уже ведутся дискуссии о сетях 6G: видение телекоммуникаций на рубеже десятилетий 2020-2030 г.г., услуги и сценарии использования мобильной связи, типы терминалов, потребности в спектре, ключевые технологии, которые позволят, как обычно при переходе к новому поколению технологии мобильной связи, повысить на порядок производительность сетей.

С тем, чтобы к 2030 г. сети 6G стали реальностью, созданы уже индустриальные форумы и альянсы. Компания Nokia возглавляет Hexa-X, флагманскую инициативу Европейской комиссии по 6G, а также является одним из основателей инициативы Next G Alliance - инициативы по продвижению инноваций в области мобильных технологий в Северной Америке. В Международном союзе электросвязи (ITU) была создана целевая группа FG NET-2030 , в рамках которой разрабатываются требования к сетям следующего десятилетия.

В каждом новом поколении расширяются возможности мобильной связи: 2G – голосовая связь, 3G – голосовая связь и передача данных, 4G – широкополосный мобильный доступ и поддержка интернета вещей. В технологии 5G заложены мощные возможности для реализации связи не только для людей, но и для поддержки индустриальных приложений. Сейчас рассматривают технологию 6G как средство, которое позволит объединить цифровой и физический мир и позволит управлять физическими объектами через их цифровых двойников.

Вероятно, в эпоху 6G основным терминальным устройством будет оставаться смартфон. Но новые средства взаимодействия "человек-машина" сделают его более удобным для управления и потребления информации, в жизнь придут расширенные возможности управления голосом и жестами. Появятся и другие типы устройств – носимые терминалы, встроенные в одежду или крепящиеся на теле человека. От таких решений значительно выиграет сфера здравоохранения: постоянно носимые устройства обеспечат круглосуточный мониторинг жизненно важных параметров человека. Объединение искусственного интеллекта и машинного зрения, их способность к распознаванию людей и предметов сделает беспроводные видеокамеры универсальными датчиками. Радиоустройства и другие устройства, позволяющие принимать разные физические сигналы, например, акустические, смогут собирать разнообразную информацию, как бы сканировать окружающее пространство и создавать его оцифрованную модель.

Технологии искусственного интеллекта и машинного обучения (ML/AI) быстро развиваются в последнее десятилетие. Эти технологии уже используются во многих областях от социальных сетей до систем безопасности, где применяется классификация изображений и компьютерное зрение. Но помимо услуг, искусственный интеллект будет использоваться и для сетевой инфраструктуры, начиная с фазы планирования, на этапе развертывания и на протяжении всего цикла эксплуатации сети. Поскольку сети эволюционируют в направлении облачной архитектуры, которой свойственна гибкость, ключевым фактором для упрощения управления и оптимизации сетей станут средства автоматизации этих процессов на базе алгоритмов ML/AI. Примерами когнитивных возможностей сетей, в основе которых лежат ML/AI, могут служить: выбор места развертывания виртуализированных сетевых функций, слайсинг, управление качеством обслуживания, управление функциями мобильности, управление радиоресурсами, функции совместного использования спектра.

Вероятно, что походы ML/AI могут быть также применимы и для организации радиоинтерфейса. В отличие от технологии 5G, в спецификациях которой прописаны многочисленные опции, и которая потребовала огромных усилий на этапе стандартизации и затем на этапе выработки наиболее приемлемых решений для межвендорного взаимодействия, для технологии 6G возможно будет применяться другой подход с уменьшением усилий на специфицирование взаимодействия через радиоинтерфейс. Для стандартизации 6G возможно необходимым будет определить только некоторые граничные возможности, а вся функциональная тяжесть на выбор подходящего алгоритма для формирования и обработки радиосигнала на физическом уровне (PHY) и уровне доступа к среде (MAC) ляжет на алгоритмы ML/AI. Например, в определенных радиоусловиях оптимальным будет радиоинтерфейс со множеством поднесущих, а в других условиях или при определённых возможностях радиопередающего устройства однокомпонентная несущая будет более приемлемой.

Важный вопрос вывода нового поколения мобильной связи – выбор частотных диапазонов. В случае сетей 6G также рассматривается трехслойный подход как и для сетей 5G: низкие, средние и высокие частоты. Для обеспечения широкого радиопокрытия рассматривается диапазон 470 – 690 МГц. В качестве основного емкостного слоя предусматривается использование частот в диапазоне 7 – 20 МГц. Для сверхширокополосной и высокоскоростной связи, связи на короткие расстояние и для реализации функций сканирования пространства будет использоваться спектр 90 – 250 ГГц.

С точки зрения времени появления сетей 6G нужно ориентироваться на этапы работы органов стандартизации ITU и 3GPP. На Всемирной радиоконференции 2023 г (WRC-23) будет внесен вопрос о потенциальных диапазонах частот для сетей 6G, а решение по ним будет принято на Всемирной радиоконференции 2027 г (WRC-27). Для сетевых вопросов важны этапы работы 3GPP: исследовательские системные работы планируется провести в 2024-2026 гг., а работы по созданию спецификаций могут быть проведены в период 2026-2028 гг. Первые сети могут появиться ближе к 2030 г.