Сети мобильной связи 6G. План действий для России

Представлены первые отечественные наработки технологии 6G. Проиллюстрирована необходимость синхронизации разрабатываемой нормативной базы, координации заинтересованных компетентных ведомств и организаций по проводимым исследованиям в рамках 6G. Приводится разработанная ФГУП НИИР матрица сервисов и услуг, предоставляемых на сетях 6G, на основании которой делаются выводы относительно облика и технических параметров будущих сетей связи. Приведены основные положения разработанной в 2020 г. по заказу Минцифры России Дорожной карты по основным направлениям развития сетей связи 6G, показаны пути реализации заявленных целей к 2030 г. Представлены результаты исследований, направленных на увеличение пропускной способности существующих сетей 5G и формирование задела для будущей системы связи 6G.

Е.Е. Девяткин, директор Центра исследований перспективных беспроводных технологий связи ФГУП НИИР, к.э.н.; edevyatkin@niir.ru
М.В. Иванкович, заместитель директора Центра исследований перспективных беспроводных технологий связи ФГУП НИИР, к.т.н.; ivankovich@mail.ru

ВВЕДЕНИЕ

Создание научно-технического задела и необходимой нормативной базы для развития передовых технологий беспроводной связи систем 5G и последующих поколений (6G) будет способствовать цифровому развитию всех отраслей экономики Российской Федерации.

Технологии 6G только начинают исследоваться и разрабатываться мировым сообществом, и для России важно присоединиться к передовым исследованиям на начальных этапах. Участие российских специалистов в мировой разработке требований к сетям 6G, выборе частотных диапазонов и создании международных стандартов для сетей 6G позволит России отстаивать важные для себя условия развития и применения новых технологий.

Кооперация с российскими предприятиями радиоэлектронной промышленности на начальных этапах развития технологий 6G позволит начать своевременную разработку отечественного телекоммуникационного оборудования, программного обеспечения и соответствующей электронной компонентной базы (ЭКБ). Технические решения для сетей 6G, разрабатываемые российскими предприятиями, будут продвигаться в международные стандарты.

РОЛЬ СЕТЕЙ СВЯЗИ 6G В «ИНДУСТРИИ 4.0+»

Рассуждая об основных факторах, стимулирующих экономический рост государств на перспективу до 2030 г., специалисты большие надежды возлагают на внедрение мобильных сетей подвижной связи технологий 5G и 6G, искусственного интеллекта (ИИ), интернета вещей (Internet of Things, IoT) и больших данных — все эти технологии служат основой цифровой трансформации промышленного производства. Приведем общее определение Digital Transformation: «Цифровая трансформация — это глубокие и всесторонние изменения в производственных и социальных процессах, связанные с тотальной заменой аналоговых технических систем цифровыми и широкомасштабным применением цифровых технологий. Цифровая трансформация охватывает не только саму производственную деятельность, но и организационные структуры компаний и бизнес-моделей».

Первая волна цифровой трансформации (1960−1970 гг.) позволила внедрить цифровизацию и автоматизацию отдельных видов деятельности в цепочку создания продуктов и услуг, подняться до уровня автоматизированного компьютерного проектирования и планирования производственных ресурсов. Вторая волна (1980−1990 гг.) обеспечила переход к интеллектуальным производствам и глобально интегрированным цепочкам поставок благодаря распространению интернета и компьютерных технологий. Третья волна (2000−2010 гг.) привела к преобразованию всех производственных и социальных систем в киберфизические системы путем смены «информационной революции» (1960−1990 гг.) «интеллектуальной» и дала начало переходу к глобальному IoT.

Сегодня мир находится на этапе четвертой промышленной революции («Индустрия 4.0») и третьей волны цифровой трансформации, в основу которых заложены информационно-телекоммуникационные технологии (ИКТ) и искусственный интеллект. Так что движение современного мира вперед будет осуществляться путем использования данных и обмена большими объемами информации.

Начиная с 2000-х годов свыше 100 стран мира (большинство индустриально развитых и многие из развивающиеся стран) приняли решение о построении на базе «Индустрии 4.0» (IoT, большие данные, блокчейн и др.) «цифровой экономики». Были утверждены национальные планы развития ИКТ-сетей под проекты цифровизации [1]. Дальнейшее развитие «Индустрии 4.0+» продолжится в сторону интеллектуального производства, которое будет использовать быстрое развитие технологий беспроводной связи и автоматизации, а также ИИ и машинного обучения, но уже в режиме реального времени.

Для обеспечения максимального пользовательского/клиентского опыта сети 6G должны реализовать значительные улучшения с точки зрения ключевых показателей/возможностей. Основываясь на тенденциях эволюций поколений мобильной связи, ожидается, что в сетях связи 6G произойдет улучшение характеристик в 10−100 раз по сравнению с сетями 5G (рис. 1).

Рисунок 1. Ключевые показатели эффективности радиоподсистем 6G

СЕРВИСЫ И УСЛУГИ 6G

Основное отличие сетей 6G от 5G — это увеличивающееся многообразие услуг для большего числа абонентов. В отличие от сетей связи 5G, которые были больше ориентированы на управления машинами, сети 6G будут социально- ориентированными: появление новых ИКТ позволит получать доступ к информации, а также к виртуальным и физическим ресурсам без каких-либо препятствий из любой точки мира. Развитие инновационных человеко-центричных услуг (связи «человек-машина», когда человеческий организм взаимодействует со всевозможными датчиками) позволит дистанционно диагностировать заболевания, проводить мониторинг состояния здоровья и т. п. Забегая вперед, следует сказать, что человеко-центричные услуги дадут возможность управлять различными устройствами силой мысли за счет имплантированных датчиков [2].

Для обычных пользователей одними из наиболее популярных кейсов может стать применение тактильного интернета и голографической связи, а также технологии иммерсионной (или расширенной) реальности (XR), совмещающих в себе виртуальную, дополненную и смешанную реальности. Не секрет, что виртуальные технологии существуют уже сейчас, однако их возможности не использованы в полной мере из-за ограниченных скоростей передачи данных (ПД). Сети 6G позволят с помощью технологии расширенной реальности создавать практически 100%-ый эффект присутствия. Подобные технологии могут быть использованы как для различных тренажеров в образовательных целях, так и развлечения пользователей, например в играх.

В части профессионального применения основными пользователями 6G будут промышленные предприятия, образовательные и медицинские учреждения, в рамках которых станет возможным использовать такие кейсы как «цифровые близнецы», «умный город», позволяющие с помощью продвинутых сенсоров и технологий ИИ полностью воспроизвести любые физические объекты. С помощью подобных технологий хирург сможет провести дистанционную операцию, коммунальные службы осуществить техническое обслуживание объекта, находящегося в сотнях километрах от него, а школьники и студенты получать дистанционное образование, по своему качеству не уступающее полноценному очному обучению [3].

Еще одним революционным кейсом систем связи 6G станет повсеместное развитие робототехники, включая системы доставки беспилотниками, автономных машин и дронов, групп транспортных средств и др.

Перечисленные сервисы и услуги — далеко не полный перечень многообразия сервисов, который будет доступен на сетях 6G. Видение «мира будущего» ФГУП НИИР представило в виде матрицы сервисов и услуг, предоставляемых на сетях 6G для различных отраслей экономики (рис. 2). Материал разработан в рамках подготовки ФГУП НИИР (по заказу Минцифры России) проекта Дорожной карты (ДК) по основным направлениям развития сетей мобильной связи 6G в Российской Федерации в части радиочастотного обеспечения, оборудования и сервисов/услуг.

Рисунок 2. Матрица сервисов и услуг, предоставляемых на сетях 6G (разработчик ФГУП НИИР)

РОЛЬ СЕТЕЙ СВЯЗИ 6G В ЦИФРОВОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ГОСУДАРСТВА

Одной из национальных целей развития РФ на период до 2030 г, определенных указом Президента Российской Федерации от 21.07.2020 № 474 «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года», является цифровая трансформация [4]. В качестве одного из показателей установлено достижение «цифровой зрелости» ключевых отраслей экономики государства.

Реализация цифровой трансформации невозможна без научно-технологического развития России, определяемого комплексом внешних и внутренних факторов. В ближайшие 10−15 лет приоритетами научно-технологического развития РФ следует считать направления, которые позволят получить научные и научно-технические результаты и создать технологии, являющиеся основой инновационного развития внутреннего рынка продуктов и услуг, устойчивого положения России на внешнем рынке.

Одним из приоритетов научно-технологического развития России, согласно пункту «Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации», утвержденной указом Президента РФ № 642 от 01.12.2016, является переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, к созданию систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта.

Так, мобильные сети 5G и 6G за счет высокой скорости связи и низкой задержки кардинально изменят коммуникационные возможности (вплоть до реализации тактильного интернета, телеприсутствия и передачи 3D-голограмм), создадут «точки роста» в различных секторах. Получат широкое распространение такие новые области применения, как мониторинг и управление процессами производства в реальном времени через иммерсивные аудиовизуальные каналы, дистанционная роботизированная хирургия и передача тактильных ощущений для отслеживания состояния пациента, полное «оцифровывание» всех элементов фермерского хозяйства, выполнение рутинных операций дистанционно управляемыми роботами в режиме реального времени и др.

В настоящее время уже реализуется комплекс мероприятий по цифровой трансформации, связанных в том числе с созданием регуляторных «песочниц» для беспилотного транспорта, тестовых зон для беспилотных морских судов и др. Для усиления эффектов от уже запланированных мероприятий, а также для более широкого вовлечения различных участников отрасли в процессы цифровой трансформации целесообразна реализация таких мер, как:

  • обеспечение базовых условий для внедрения и использования цифровых решений, в том числе покрытия транспортных магистралей сетями связи 5G, модернизации дорожной инфраструктуры;
  • стандартизация сервисов платформ, протоколов безопасной ПД;
  • разработка регуляторных правил, в том числе закрепление прав и ответственности при эксплуатации беспилотных или высокоавтоматизированных транспортных средств;
  • выдача льготных займов малым и средним организациям отрасли для тиражирования успешно зарекомендовавших себя российских цифровых решений для транспорта;
  • создание правовых условий для оборота данных, аккумулируемых бизнесом, и расширение возможностей использования отраслевых данных;
  • реализация отраслевых центров подготовки кадров в области цифровых технологий для транспорта.

По оценкам ИСИЭЗ НИУ ВШЭ цифровая трансформация обеспечит дополнительный рост производительности труда на транспорте и в логистике на 20,04% до 2030 г. (накопленным итогом) [5]. А будущие сети 6G позволят значительно улучшить показатели «цифровой зрелости» ключевых отраслей экономики государства.

ПРОЕКТ ДОРОЖНОЙ КАРТЫ ПО ОСНОВНЫМ НАПРАВЛЕНИЯМ РАЗВИТИЯ 6G В РФ

По заказу Минцифры России в 2020 г. ФГУП НИИР разработало проект Дорожной карты по основным направлениям развития сетей связи 6G в Российской Федерации.

В соответствии с международным опытом горизонт планирования проекта ДК определен 2030 г., т. е. годом, в котором мировым телеком-сообществом предполагается коммерческий запуск первых сетей 6G. Этап массового коммерческого внедрения и дальнейшего развития находится вне рассмотрения настоящего документа. Приведенная на рис. 3 временная диаграмма мероприятий ДК иллюстрирует основные направления начального этапа развития сетей мобильной связи 6G в России до 2030 г.

Рисунок 3. Временная диаграмма мероприятий ДК по основным направлениям начального этапа развития сетей мобильной связи 6G в РФ до 2030 г.

1. Радиочастотное обеспечение сетей связи 6G в Российской Федерации. Первоначальная задача — определение на международном уровне (в рамках МСЭ) полос радиочастот, в которых планируется развертывание сетей связи 6G. В настоящее время предполагается, что на первом этапе сети 6G будут развертываться на отдельных участках полосы радиочастот субтерагерцового и терагерцового диапазонов, причем непрерывная ширина этих участков будет составлять не менее 1 ГГц. Исходя из этой информации, необходимо провести работы по следующим направлениям:

  • аудит загруженности полосы радиочастот 92−1000 ГГц РЭС различного типа, относящихся к разным радиослужбам;
  • разработку способов обеспечения ЭМС и методов расчета оценки ЭМС между РЭС сетей 6G и всеми другими типами РЭС, работающими в полосе 92−1000 ГГц и смежных полосах радиочастот, а также расчет оценок ЭМС между указанными типами РЭС;
  • проведение работ по переводу отдельных полос радиочастот действующих РЭС в интересах последующего использования данных полос сетями связи 6G и принятие по ним соответствующих решений;
  • обновление нормативно-правовой базы, определяющей следующие области: анализ электромагнитной совместимости, радиочастотное обеспечение подвижной радиослужбы, медико-гигиенические требования к размещению и эксплуатации РЭС сетей 6G и методов расчетов санитарно-защитных зон объектов. Принятие соответствующих решений ГКРЧ, внесение корректировок в Таблицу распределения полос радиочастот между радиослужбами РФ и в План перспективного использова-
    ния радиочастотного спектра РЭС различного назначения в Российской Федерации.

Анализ части Таблицы распределения полос радиочастот между радиослужбами в РФ, относящейся к полосе радиочастот, в которой предполагается развертывание сетей связи 6G, показал, что в основном рассматриваемая полоса выделена следующим радиослужбам: подвижной, радиоастрономической, радиолокационной, радионавигационной, фиксированной, службе космических исследований и спутниковой службе исследования Земли. Практически вся полоса 92−1000 ГГц является полосой радиочастот совместного пользования РЭС любого назначения (имеет категорию пользования «СИ») [6].

В связи с тем, что ожидается новая редакция Таблицы распределения радиочастот между радиослужбами РФ, возможно целесообразнее было бы внести в нее ряд поправок в интересах резервирования полос радиочастот для сетей 6G, в частности, выделения непрерывной полосы нескольким операторам из расчета 1 ГГц на каждого. Также имеет смысл провести следующие мероприятия по радиочастотному обеспечению сетей связи 6G:

— введение режима технологической нейтральности между РЭС сетей связи 6G и другими типами РЭС, работающими в полосе радиочастот 92−1000 ГГц (после того как на международном уровне будут определены основные технические спецификации РЭС сетей связи 6G);
— внесение соответствующих дополнений в интересах радиочастотного обеспечения сетей связи 6G в План перспективного использования радиочастотного спектра РЭС различного назначения в Российской Федерации.

Дополнительно необходимы исследования воздействия сверхвысоких частот на организм человека и животных. Использование субтерагерцового диапазона радиочастот в будущих сетях 6G сопряжено с потенциальным негативным влиянием электромагнитных волн этого диапазона на живые организмы. Отсутствие открытой информации о результатах полноценных исследований, возможности и степени такого воздействия может повлечь серьезные социальные протесты и негативное отношение к технологии в целом со стороны населения, вызванные опасением людей за собственное здоровье. В связи с тенденцией по уплотнению топологии сетей (из-за уменьшения зоны охвата одной базовой станции) и использования более высокочастотного диапазона есть причины полагать, что подобные опасения в будущем будут усугубляться и иметь объективные основания. В связи с этим необходимы:

  • дополнительные исследования возможного негативного влияния электромагнитного излучения частотой 92−1000 ГГц на живые организмы;
  • разработка способов снижения этого негативного влияния;
  • создание новых требований СанПин на основе проведения соответствующих полноценных экспериментальных исследований в условиях, адекватных соответствующим реальным сценариям развертывания и разнообразного применения сетей связи 6G.

2. Разработка оборудования для сетей связи 6G в Российской Федерации. Поскольку горизонт планирования проекта ДК ограничен 2030 г., т. е. предполагаемым началом коммерческой эксплуатации первых сетей 6G, освещение на данном этапе вопросов, связанных с разработкой оборудования для их массового коммерческого развертывания, является преждевременным.

На первом (самом начальном) этапе для наращивания собственных компетенций необходимо проведение комплекса фундаментальных и прикладных исследований, направленных на развитие систем связи 6G в Российской Федерации. Параллельно нужна разработка технологических решений и возможных механизмов реализации широкополосного доступа сетей связи 6G, которые включают:

  • реализацию на уровне инфраструктуры, основанной на развитии технологии massive MIMO, использовании «умных» отражающих поверхностей, интегрированном доступе, включающем, в том числе объединение космического и наземного компонентов сети связи и т. д.;
  • создание средств связи на уровне распространения в новых диапазонах радиочастот частот (субтерагерцовом, терагерцовом);
  • реализацию на уровне протоколов и алгоритмов, предоставляющих новые решения в области модуляции и кодирования сигнала, повышения помехоустойчивости системы и ее спектральной эффективности.

Помимо перечисленных направлений при разработке оборудования для сетей связи 6G в России целесообразно использовать новые технологические решения, такие как ИИ и алгоритмы машинного обучения. Сегодня считается, что именно 6G станет стандартом, в котором будет внедрен ИИ в качестве неотъемлемой части сетей связи, что сделает их более надежными и менее энерго- и финансово затратными по сравнению с существующими сетями связи.

Отдельными направлениями станут исследования новых способов получения электроэнергии для обеспечения работы оконечных устройств сети 6G нетрадиционными способами, основанными на извлечении электроэнергии из микровибраций, внешнего высокочастотного сигнала, солнечного света (на базе солнечных батарей с существенно лучшим КПД) и других методов беспроводной передачи энергии.

Положения об использовании отечественной ЭКБ закреплены в федеральном проекте «Информационная инфраструктура» национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации». В связи с этим развертывание сетей связи 6G на территории России, как и других перспективных телекоммуникационных сетей, предусматривает использование отечественной ЭКБ.

В условиях современной технологической гонки и проводимой политики импортозамещения остро стоит вопрос повышения конкурентоспособности национальной радиоэлектронной промышленности, развития отечественной ЭКБ и оптимизации ее себестоимости. Отдельным направлением становится развитие высокоточных и нано-технологий, проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области фотоники, полупроводниковых технологий и перспективных композитных материалов с модернизацией технологических процессов.

При активном росте новых рынков, основанном на технических решениях радиоэлектронной промышленности, главным аспектом является преобразование отрасли из обеспечивающей в формирующую. Разработки, связанные с исследованиями в области перспективного стандарта связи 6G, могут послужить одним из самых мощных факторов развития отечественной ЭКБ.

Необходимо проведение ряда НИОКР по различным направлениям исследований перспективных технологий электронной промышленности для применения их в сетях 6G.

3. Разработка инновационных услуг/сервисов сети связи 6G в России. Стратегия разработки инновационных услуг/сервисов должна быть синхронизирована с этапами создания оборудования сети связи 6G для обеспечения требуемого уровня функциональных характеристик, необходимых для эффективного и рентабельного предоставления конкретных типов услуг.

Предполагается, что развитие услуг связи при переходе от 5G к 6G также будет идти по нескольким направлениям:

  • услуги с новыми возможностями, обусловленными улучшенными функциональными характеристиками сети 6G, такими как пиковая и средняя скорости ПД. К подобным услугам относятся голографическая связь, тактильный интернет и др.;
  • абсолютно новые виды услуг в ответ на дополнительные требования со стороны пользователей услуг сетей связи 5G, приводящие к еще большей дифференциации всего спектра услуг сетей 5G/6G. Примером может служить усовершенствованная роботизация, дистанционная хирургия, беспилотный транспорт, различные варианты супермассовой межмашинной связи;
  • новые виды услуг, связанные с внедрением в телекоммуникационные сети различных технологических достижений в смежных областях техники, например, человеко-центричные услуги (связь «человек-машина») и услуги с применением методов ИИ.

В разработанном проекте ДК приведены группы услуг, охватывающие основные перспективные ИКТ услуги будущих сетей связи 6G на базе:

  • мобильной широкополосной надежной связи с малой задержкой, например, голографическая связь, тактильные коммуникации, услуги на базе технологий расширенной реальности;
  • безопасной сверхнадежной связи с малой задержкой и высокой скоростью, например, «цифровые близнецы», «цифровой город», электронное здравоохранение;
  • массовой межмашинной связи нового типа;
  • повсеместной мобильной широкополосной связи, в том числе за счет использования новых подходов к архитектуре сети связи 6G, включающих интеграцию наземного и аэрокосмического сегментов сети связи;
  • человеко-центричные услуг связи;
  • многоцелевых услуг связи, вычислений, управления, позиционирования и измерения.

В последствии с учетом результатов работы МСЭ-R потребуется актуализация приведенного перечня. Дополнительно необходима разработка алгоритмов и методов оценки гарантированных параметров качества предоставляемых услуг с субмиллисекундными задержками на сетях связи 6G. При распределении услуг по шкале времени главным образом учитывались два фактора:

  • насколько жесткие условия предъявляет данная услуга к сети связи 6G для своей эффективной реализации;
  • насколько хорошо может быть «проработан» аналог данной услуги на сетях связи 5G (если аналогичная услуга имеется).

НАЧАЛО ИССЛЕДОВАНИЙ ПО 6G

ФГУП НИИР уже проводит исследования технологий повышения спектральной эффективности и увеличения пропускной способности в будущих сетях связи, алгоритмов пространственного мультиплексирования для антенных систем сети 6G, ее топологии и т. д. Так, например, исследуется возможность использования на физическом уровне новых технологий формирования групповых сигналов с существующими в стандарте 5G алгоритмами обработки.

Наиболее часто используемой технологией ПД в современных системах связи является технология ортогонального частотного разделения с мультиплексированием (OFDM — Orthogonal Frequency Division Multiplexing), применяемая в таких стандартах связи как 5G/IMT-2020, LTE/LTE-Advanced и IEEE 802.11a/g/n/ac. Тем не менее технических параметров, которые обеспечивает технология OFDM в сетях 4G, уже недостаточно для удовлетворения высоких требований сетей 5G и тем более будущих сетей мобильной связи [7].

В настоящее время активно исследуются новые технологии, позволяющие существенно увеличить пропускную способность сетей 5G. В отечественной изарубежной литературе рассматриваются различные технологии формирования новых видов групповых сигналов, позволяющие повысить спектральную эффективность сетей 5G и в перспективе увеличить пропускную способность сетей 5G (технологии FBMC, UFMC, GFDM, FTN, F-OFDM, OFDM без CP, Filtered OFDM и DFT-s-OFDM) [8].

В качестве одного из способов увеличения спектральной эффективности рассматривается возможность использования сигналов FBMC с существующими кодовыми последовательностями и алгоритмами обработки канальных символов стандарта 5G. Это позволяет получить выигрыш в спектральной эффективности группового сигнала и повысить скорость ПД за счет отказа от циклического префикса. В результате моделирования была продемонстрирована равная по отношению к OFDM помехоустойчивость обработки канальных символов с применением алгоритмов 5G.

На основе пакета прикладных программ Matlab 5G new radio toolbox создана программная модель, использующая формируемую функциями Matlab ресурсную сетку, и формирователь FBMC сигнала для генерации передаваемого сигнала. Для приема сигнала разработан модуль обнаружения сигнала FBMC, содержащий основной сигнал цикловой синхронизации (PSS — primary synchronization signal), используемый в рамках процедуры цикловой синхронизации на физическом уровне и основанный на алгоритме, описанном в [9]. Синхронизированный сигнал демодулируется согласно [10, 11], и далее из символов, полученных в результате демодуляции, выделяется вторичный сигнал цикловой синхронизации (SSS — secondary synchronization signal), также используемый на физическом уровне в рамках процедуры цикловой синхронизации. С учетом корреляционных свойств последовательностей PSS и SSS определяется физический идентификатор, вычисляемый на основе выражения [12]:

где — идентификатор вторичного сигнала цикловой синхронизации, принимающий значения {0, 1, …, 335}; — идентификатор основного сигнала цикловой синхронизации, принимающего значения ({0, 1, 2}.

Демодулированный сигнал широковещательного физического канала (PBCH -physical broadcast channel) детектируется и декодируется с помощью существующих алгоритмов 5G NR, благодаря соответствию ресурсных сеток сигнально-кодовой конструкции на основе OFDM и предлагаемой на базе FBMC-OQAM (дополнительно с применением квадратурной амплитудной модуляции со смещением (OQAM).

На рис. 4 представлены сонограммы сгенерированных сигналов синхронизации с использованием рассматриваемых технологий. Длительность сигнала, сформированного с помощью технологии OFDM, составляет 1,8665 мс, технологии FBMC — 1,8 мс. Полученный выигрыш достигнут за счет отказа от циклического префикса, что стало возможно благодаря применению технологии FBMC для формирования группового сигнала.

Рисунок 4. Сонограмма сигнала синхронизации, сформированного с помощью технологий OFDM (а) и FBMC (б)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для России создание научного задела, способствующего внедрению будущих сетей связи, включая сети 6G — одно из приоритетных направлений научно-технологического развития. Вместе с тем должно быть четкое понимание, что для достижения максимального эффекта необходима синхронизация проводимых исследований.

С одной стороны, должна быть сформирована нормативная база, отражающая основные шаги достижения главной цели — развертывания к 2030 г. сетей связи 6G на территории Российской Федерации. Первым шагом в данном направлении является разработанная ФГУП НИИР в 2020 г. (по заказу Минцифры России) Дорожная карта, включающая:

  • определение направлений развития сетей связи 6G;
  • составление комплекса мероприятий, способствующих созданию отечественных компетенций по наиболее наукоемким и сложным вопросам развития сетей связи 6G, и благоприятных с коммерческой точки зрения условий для производителей по разработке отечественного оборудования.

С другой стороны, необходима кооперация компетентных ведомств и организаций по проводимым исследованиям для достижения прорывных результатов и исключения дублирования работы. Четкое понимание процесса формирования новой технологии — от определения перечня услуг и сервисов для пользователей до разработки конкретных решений, используемых в отечественном телекоммуникационном оборудовании, а также от оценки текущей загрузки радиочастотного спектра до его резервирования для развертывания новой технологии — позволит регулятору эффективно распределить имеющиеся в его ведении ресурсы. Именно тогда накопленные компетенции станут крепким фундаментом, на котором будут разворачиваться сети 6G в Российской Федерации.

  СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Бутенко, В.В. Сети 5G/IMT-2020 & IoT — основа цифровой трансформации / В.В. Бутенко, В.Э. Веерпалу, Е.Е. Девяткин, Д.Н. Федоров // Электросвязь. — 2018. — № 12. — С. 4−9.
2. Официальный сайт проекта 6GWorld.
3. Алпатова, И. Раскинуть сети / И. Алпатова // Российская газета. Федеральный выпуск № 130(8481) от 15.06.2021. https://rg.ru/2021/06/15/zachem-v-rossii-nuzhna-sviaz-6g.html
4. Указ Президента Российской Федерации от 21.07.2020 № 474 «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года».
5. Цифровая трансформация отраслей: стартовые условия и приоритеты // Доклад НИУ ВШЭ на ХХII Апрельской междунар. науч. конф. по проблемам развития экономики и общества. — Москва, 2021. https://conf.hse.ru/mirror/pubs/share/463 148 459.pdf
6. Постановление Правительства Российской Федерации от 18 сентября 2019 г. № 1203−47 «Об утверждении Таблицы распределения полос радиочастот между радиослужбами Российской Федерации и признании утратившими силу некоторых постановлений Правительства Российской Федерации».
7. Девяткин, Е.Е. Повышение эффективности сетей мобильной связи 5G — мировая гонка исследований / Е.Е. Девяткин, М.В. Иванкович, Г. С. Бочечка, И.В. Кузнецов // Электросвязь. — 2021. — № 6. — С. 55−60.
8. Butenko, V.V. Modeling the Physical Layer of Advanced Radio Access Systems with Increased Spectral Efficiency Based on FBMC Technology / V.V. Butenko, E.E. Devyatkin, M.V. Ivankovich et al. // 2021 Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunications (SYNCHROINFO). Svetlogorsk. — 30 June-2 July 2021.
9. Thein, C. Analysis of frequency domain frame detection and synchronization in OQAM-OFDM systems / C. Thein, M. Schellmann, J. Peissig // EURASIP, Journal on Advances in Signal Processing. — 2014. — p. 19
10. Siohan, P. Analysis and design of OFDM/OQAM systems based on filterbank theory / P. Siohan, C. Siclet, N. Lacaille // IEEE Transactions on Signal Processing. — May 2002. — Vol. 50. — Р. 1170−1183.
11. Viholainen, A. Prototype filter and structure optimization / A. Viholainen et al. // ICT-211 887 PHYDYAS, January 2009. — Р. 1359−1363.
12. Спецификация 3GPP TS 38.211 V16.5.0 (2021−03). Technical Specification Group Radio Access Network. NR. Physical channels and modulation (Release 16).

Рубрики и ключевые слова