В Петербурге разрабатывают модемы для сетей 6G

Пока в России ведутся споры о выделении частот для сетей 5G, инженеры уже трудятся над созданием устройств для связи следующего поколения.

Прототип модема для сетей 6G разрабатывается на базе лабораторий Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ. Ученые из Петербурга постарались изменить форму радиоволны таким образом, чтобы для 6G не потребовалась новая инфраструктура. Для сетей нового поколения можно будет использовать сотовые вышки 5G – это значительно снизит стоимость внедрения технологии. Сейчас модем испытывается в условиях, максимально приближенных к реальным, рассказали «Известиям» разработчики.

Скорость еще выше

Одна из главных проблем на пути к сетям 6G – повышение скорости передачи информации. Над ней сейчас работают специалисты Высшей школы прикладной физики и космических технологий ИФНИТ Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ). В пятом поколении сотовых сетей начинается процесс перехода к использованию более высоких частот (20, 60 и 90 ГГц). Пока этот диапазон относительно свободен, однако через некоторое время он также будет сильно загружен. Поэтому для 6G требуется иное решение, считают ученые. «Мы предлагаем сократить полосы занимаемых частот для каждой работающей системы, – пояснил «Известиям» доцент Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ Сергей Завьялов. – Пусть у нас есть некая система, и она занимает, например, 100 MHz. Если мы уменьшим полосу занимаемых частот до 50 MHz, в той же полосе частот сможем запустить уже две системы. Иными словами, при успешной реализации идеи услугами одной базовой станции воспользуется большее количество абонентов. Также можно дополнительно увеличить и скорость передачи информации для каждого абонента».

Это может быть реализовано с помощью изменения формы сигналов, уверены в СПбПУ. От уже существующих она отличается тем, что теперь характеристики сигналов можно варьировать. Такие сигналы называют «оптимальными спектрально-эффективными».

Шум и помехи

«Важным условием предлагаемой технологии является возможность применения существующей элементной базы для построения системы передачи информации на основе многочастотных сигналов, – рассказала «Известиям» инженер Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ Екатерина Смирнова. – В таком варианте практически не понадобится изменять существующую аппаратуру мобильных устройств и базовых станций».

Чтобы опробовать новые идеи, на базе лабораторий Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ уже создаются прототипы модемов 6G. Работа ведется на основе перспективной технологии оптимальных спектрально-эффективных сигналов для последующего внедрения наработок в будущий стандарт сетей нового поколения.

«Предлагаемые формы сигналов должны проходить как всестороннюю проверку с помощью моделирования, так и экспериментальное тестирование на реальном оборудовании, – пояснил инженер Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ Илья Лавренюк. – В нашей лаборатории используются в том числе SDR-платформы (Software Defined Radio-платформа; суть технологии заключается в том, что базовые параметры приемо-передающего устройства определяются именно программным обеспечением, а не аппаратной конфигурацией), позволяющие гибко настраивать параметры аппаратуры для проверки в условиях, максимально приближенных к реальности».

Реальные условия предполагают переотражения от разных объектов и человека, шум и т.д. Здесь могут использоваться разные сценарии. Например, можно взять параметры комнаты или цеха завода и смоделировать работу приемопередатчика с учетом возможных помех.

Для сетей 6G ученые намерены использовать многочастотные сигналы (передача осуществляется одновременно параллельно на нескольких поднесущих частотах. – «Известия»). Они имеют свойство эффективно работать в сложных условиях, которые создают множественные помехи.

Сети нового поколения должны быть построены на отечественном оборудовании, считает профессор факультета инфокоммуникационных технологий Университета ИТМО (вуз-участник проекта «5-100») Владимир Григорьев. «Технология 5G направлена на дальнейшую интеграцию потребителей в «облака», хранилища и дальнейшее размытие личного, персонального в общем информационном пространстве. Для предприятий, отраслей и экономики это означает, что никаких тайн, по крайней мере, от операторов связи и операторов хранения данных у них не будет. Поэтому так важно, чтобы сети 5G и 6G построили полностью на оборудовании, которое контролируется Российской Федерацией. Предприятия, которые готовы такое оборудование изготавливать, уже есть в нашей стране», – отметил эксперт.

Научные исследования по будущему стандарту 6G уже начались в Китае, США и Финляндии. Ожидается, что эти сети будут поддерживать более высокие плотности подключенных устройств, мобильные услуги дополненной и виртуальной реальности, голографическую телепередачу, приложения «умного города» и телемедицины, а также разнообразные автономные и индустриальные сервисы. Применение 6G обеспечит массовое внедрение «умных» вещей в быту, в городе и на производстве, гарантируя их скоординированное взаимодействие. В них интегрируют возможности искусственного интеллекта, позволяющие в автоматическом режиме принимать огромное число управленческих решений, основываясь на больших данных. Роботы, беспилотные наземные, летающие и плавающие суда, взаимодействующие друг с другом и городской инфраструктурой, станут реальностью. С технологической точки зрения переход от 5G к 6G рисуют в традиционных характеристиках: скорость повысится от 10 Гбит/с в 5G до 1 тыс. Гбит/с в 6G.

 

Рубрики и ключевые слова