6G
6G, den sjätte generationens mobilkommunikationsstandard, kallas också den sjätte generationens mobilkommunikationsteknik. Den främsta kampanjen är utvecklingen av Internet of Things. Från november 2019 är 6G fortfarande under utveckling. 6G-överföringskapacitet kan ökas med 100 gånger jämfört med 5G, och nätverksfördröjning kan minskas från millisekunder till mikrosekunder.
Den 3 november 2019 organiserade ministeriet för vetenskap och teknik, tillsammans med utvecklings- och reformkommissionen, utbildningsministeriet, industriministeriet, den kinesiska vetenskapsakademin och Kinas naturvetenskap en 6G teknikforskning och utvecklingsarbete i Peking.
grundläggande koncept
6G, sjätte generationens mobilkommunikationsstandard, är en konceptuell mobilkommunikationsteknik för trådlöst nätverk, även känd som sjätte generationens mobilkommunikationsteknik. Den främsta kampanjen är utvecklingen av Internet.
6G-nätet kommer att vara en helt ansluten värld med markbunden trådlös och satellitkommunikation integrerad. Genom att integrera satellitkommunikation i 6G mobilkommunikation och uppnå sömlös global täckning kan nätverkssignaler nå alla avlägsna byar, vilket gör att patienter i djupa bergsområden får telemedicin och barn får distansundervisning. Dessutom, med det globala satellitpositioneringssystemet, telekommunikationssatellitsystemet, jordbildssatellitsystemet och 6G marknät, kan full täckning av mark och luft också hjälpa människor att förutse vädret och snabbt svara på naturkatastrofer. Detta är framtiden för 6G. 6G-kommunikationsteknik är inte längre ett genombrott i enkel nätverkskapacitet och överföringshastighet. Det är också att begränsa den digitala klyftan och uppnå det "slutliga målet" att sammanföra allt. Detta är betydelsen av 6G.
Relaterade tekniker
Terahertz
6G kommer att använda frekvensbandet terahertz (THz), och "förtätningen" av 6G-nät kommer att nå en aldrig tidigare skådad nivå. Då kommer våra omgivningar att vara fulla av små basstationer. Terahertz-bandet avser 100GHz-10THz, vilket är ett frekvensband som är mycket högre än 5G. Från kommunikation 1G (0,9 GHz) till 4G (över 1,8 GHz) ökar frekvensen för de trådlösa elektromagnetiska vågorna som vi använder. Eftersom ju högre frekvensen är, desto större är det tillåtna bandbreddsområdet och desto större mängd data som kan överföras per enhetstid, vilket är vad vi vanligtvis kallar "nätverkshastigheten har blivit snabbare." En annan huvudsaklig orsak till utvecklingen av frekvensband är dock att resurser med låg band är begränsade. Precis som en motorväg, även om den är bred, finns det en gräns för antalet bilar som kan rymmas. När vägen inte är tillräckligt kommer bilen att blockeras och inte kunna röra sig fritt. För närvarande är det nödvändigt att överväga att utveckla en annan väg. Detsamma gäller för spektrumresurser. Med ökningen av antalet användare och antalet smarta enheter behöver den begränsade spektrumbandbredden betjäna fler terminaler, vilket kommer att göra att servicekvaliteten för varje terminal försämras allvarligt. Den möjliga metoden för att lösa detta problem är att utveckla nya kommunikationsfrekvensband och utvidga kommunikationsbandbredden. Huvudfrekvensbanden för de tre stora operatörerna i Kina är belägna i en del av frekvensbandet mellan 1,8 GHz-2,7 GHz, och huvudströmsfrekvensbandet för 5G definierat av International Telecommunications Standards Organization är 3GHz-6GHz, som tillhör millimetervågfrekvensbandet. Vid 6G kommer det att gå in i terahertz-bandet med högre frekvens, och vid denna tidpunkt kommer det också att komma in i sub-millimetervågbandet. "Terahertz kallas sub-millimeter i astronomi", säger Gou Lijun, forskare vid National Astronomical Observatory vid den kinesiska vetenskapsakademin. "Stationerna för sådana observatorier är i allmänhet mycket höga och mycket torra, såsom Antarktis och Chiles acatamaökne." Då, när det gäller "förtätning" av nätverket i 6G-eran, kommer vi att omges av små basstationer? Detta involverar täckningen av basstationen, det vill säga basstationssignalens överföringsavstånd. Generellt sett finns det många faktorer som påverkar täckningen för basstationen, såsom frekvensen för signalen, sändningseffekten för basstationen, höjden på basstationen och höjden på mobilterminalen. När det gäller signalens frekvens, desto högre frekvens, desto kortare är våglängden, så signalens diffraktionsförmåga (även kallad diffraktion, när ett hinder stöter på under utbredningen av elektromagnetiska vågor, när storleken på detta hinder är nära våglängden för den elektromagnetiska vågen, den elektromagnetiska vågen kan diffraktion från objektets kant. Diffraktion kan hjälpa till att skugga diffraktion kan hjälpa till att täcka skuggområdet), desto sämre förlusten, desto större är förlusten. Och denna förlust kommer att öka med ökningen av överföringsavståndet, och området täckt av basstationen kommer att minska i enlighet därmed. Frekvensen för 6G-signalen är redan i terahertz-nivån, och denna frekvens ligger nära spektrumet för molekylär rotationsenerginivå, och den absorberas lätt av vattenmolekyler i luften, så avståndet i rymden är inte så långt som 5G-signal, så 6G behöver fler basstationer för att "relä." Frekvensbandet som används av 5G är högre än 4G. Utan att ta hänsyn till andra faktorer är täckningen för 5G-basstationer naturligtvis mindre än för 4G. Med det högre frekvensbandet på 6G blir täckningen för basstationer mindre. Därför är densiteten för 5G-basstationer mycket högre än för 4G. I 6G-eran kommer tätheten för basstationer inte att öka.
Rumslig multiplexering
6G kommer att använda "rumslig multiplexeringsteknik", 6G-basstationer kan komma åt hundratals eller till och med tusentals trådlösa anslutningar samtidigt, och dess kapacitet kommer att uppgå till 1000 gånger den för 5G-basstationer. Jag nämnde tidigare att 6G kommer att använda terahertz-bandet, även om denna högbandsfrekvensresurs är riklig och systemkapaciteten är stor. Emellertid står mobilkommunikationssystem som använder högfrekventa bärare inför de allvarliga utmaningarna med att förbättra täckningen och minska störningarna.
När frekvensen för en signal överstiger 10 GHz är dess huvudsakliga utbredningsläge inte längre diffraktion. För spridningslänkar som inte är synliga är reflektion och spridning de viktigaste metoderna för signalutbredning. Samtidigt, desto högre frekvens, desto större förlustförlust, desto kortare täckningsavstånd och desto svagare diffraktionsförmåga. Dessa faktorer kommer att öka svårigheten med signaltäckning kraftigt. Inte bara 6G, utan också 5G i millimetervågbandet. 5G använder Massive MIMO och beamforming för att lösa dessa problem. Vår mobiltelefonsignal är ansluten till operatörens basstation, mer exakt, antennen på basstationen. Massiv MIMO-teknik är mycket enkel att säga, det är faktiskt att öka antalet sändande antenner och mottagande antenner, det vill säga att utforma en multi-antennuppsättning för att kompensera förlusterna på högfrekvensvägen. Med konfigurationen av flera MIMO-antenner kan mängden data som ska överföras ökas och den rumsliga multiplexeringstekniken används. Vid den sändande änden är höghastighetsdataströmmen uppdelad i flera underdataströmmar med lägre hastighet och olika underdataströmmar överförs på samma frekvensband på olika sändningsantenner. Eftersom de rumsliga underkanalerna mellan antennmatriserna vid den sändande änden och den mottagande änden är tillräckligt olika kan mottagaren skilja dessa parallella underdataströmmar utan att betala extra frekvens- eller tidsresurser. Fördelen med denna teknik är att den kan öka kanalkapaciteten och öka spektrumanvändningen utan att konsumera ytterligare bandbredd och konsumera ytterligare sändningseffekt. MIMO: s multi-antenngrupp koncentrerar emellertid mest av den överförda energin i ett mycket smalt område. Det vill säga, ju större antalet antenner, desto smalare är balkbredden. Fördelen med detta är att det blir mindre störningar mellan olika balkar och mellan olika användare, eftersom olika balkar har sina egna fokusområden, dessa områden är mycket små och det finns inte mycket skärningspunkt mellan varandra. Men det ger också ett annat problem: den smala strålen som släpps ut från basstationen är inte 360-graders riktning, hur kan man se till att strålen kan täcka användare i någon riktning runt basstationen? För närvarande är det dags för strålformande teknik att visa sin magi. Kort sagt, strålformande teknik använder komplexa algoritmer för att hantera och kontrollera strålen så att den ser ut som en "spotlight". Dessa "strålkastare" kan ta reda på var alla telefonerna samlas och täcka sedan signalen med mer fokus. 5G använder MIMO-teknik för att förbättra spektrumanvändningen. 6G finns i ett högre frekvensband, och vidareutveckling av MIMO i framtiden kommer sannolikt att ge teknisk nyckelstöd för 6G
