6G

6G

6G, der Mobilkommunikationsstandard der sechsten Generation, wird auch als Mobilkommunikationstechnologie der sechsten Generation bezeichnet. Die Hauptförderung ist die Entwicklung des Internet der Dinge. Ab November 2019 befindet sich 6G noch in der Entwicklung. Die 6G-Übertragungskapazität kann im Vergleich zu 5G um das 100-fache erhöht werden, und die Netzwerklatenz kann von Millisekunden auf Mikrosekunden reduziert werden.
Am 3. November 2019 organisierten das Ministerium für Wissenschaft und Technologie zusammen mit der Entwicklungs- und Reformkommission, dem Bildungsministerium, dem Ministerium für Industrie und Informationstechnologie, der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der Naturwissenschaftlichen Stiftung Chinas ein 6G Technologieforschung und -entwicklung in Peking.

grundlegendes Konzept
6G, der Mobilkommunikationsstandard der sechsten Generation, ist eine konzeptionelle Mobilkommunikationstechnologie für drahtlose Netzwerke, die auch als Mobilkommunikationstechnologie der sechsten Generation bekannt ist. Die Hauptförderung ist die Entwicklung des Internets.
Das 6G-Netzwerk wird eine vollständig vernetzte Welt mit integrierter terrestrischer Funk- und Satellitenkommunikation sein. Durch die Integration der Satellitenkommunikation in die 6G-Mobilkommunikation und die Erzielung einer nahtlosen globalen Abdeckung können Netzwerksignale jedes entfernte Dorf erreichen, sodass Patienten in Tiefgebirgsgebieten Telemedizin und Kinder Fernunterricht erhalten können. Mit dem globalen Satellitenortungssystem, dem Telekommunikationssatellitensystem, dem Erdbildsatellitensystem und dem 6G-Bodennetz kann die vollständige Abdeckung von Boden und Luft auch dazu beitragen, dass Menschen das Wetter vorhersagen und schnell auf Naturkatastrophen reagieren können. Dies ist die Zukunft von 6G. Die 6G-Kommunikationstechnologie ist kein Durchbruch mehr bei einfacher Netzwerkkapazität und Übertragungsrate. Es geht auch darum, die digitale Kluft zu verringern und das "ultimative Ziel" zu erreichen, alles miteinander zu verbinden. Dies ist die Bedeutung von 6G.

Verwandte Technologien
Terahertz
6G wird das Terahertz (THz) -Frequenzband verwenden und die "Verdichtung" von 6G-Netzen wird ein beispielloses Niveau erreichen. Bis dahin wird unsere Umgebung voller kleiner Basisstationen sein. Das Terahertz-Band bezieht sich auf 100 GHz-10THz, was ein Frequenzband ist, das viel höher als 5 G ist. Von der Kommunikation 1 G (0,9 GHz) bis 4 G (über 1,8 GHz) nimmt die Frequenz der von uns verwendeten drahtlosen elektromagnetischen Wellen zu. Denn je höher die Frequenz, desto größer der zulässige Bandbreitenbereich und desto größer die Datenmenge, die pro Zeiteinheit übertragen werden kann. Dies wird normalerweise als "Netzwerkgeschwindigkeit ist schneller geworden" bezeichnet. Ein weiterer Hauptgrund für die Entwicklung von Frequenzbändern ist jedoch, dass die Ressourcen für niedrige Bänder begrenzt sind. Genau wie bei einer Autobahn ist die Anzahl der Autos, die untergebracht werden können, begrenzt, auch wenn sie breit ist. Wenn die Straße nicht ausreicht, wird das Fahrzeug blockiert und kann sich nicht frei bewegen. Zu diesem Zeitpunkt ist es notwendig, die Entwicklung einer anderen Straße in Betracht zu ziehen. Gleiches gilt für Frequenzressourcen. Mit der Zunahme der Anzahl der Benutzer und der Anzahl der intelligenten Geräte muss die begrenzte Bandbreite des Spektrums mehr Terminals bedienen, was dazu führt, dass sich die Servicequalität jedes Terminals erheblich verschlechtert. Die praktikable Methode zur Lösung dieses Problems besteht darin, neue Kommunikationsfrequenzbänder zu entwickeln und die Kommunikationsbandbreite zu erweitern. Die 4G-Hauptfrequenzbänder der drei großen Betreiber in China befinden sich in einem Teil des Frequenzbandes zwischen 1,8 GHz und 2,7 GHz, und das von der International Telecommunications Standards Organization definierte Hauptfrequenzband von 5 G ist 3 GHz bis 6 GHz das Millimeterwellenfrequenzband. Bei 6G tritt es in das Terahertz-Band mit höherer Frequenz und zu diesem Zeitpunkt auch in das Sub-Millimeter-Wellenband ein. "Der Terahertz wird in der Astronomie als Submillimeter bezeichnet", sagte Gou Lijun, ein Forscher am Nationalen Astronomischen Observatorium der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. "Die Stationen solcher Observatorien sind im Allgemeinen sehr hoch und sehr trocken, wie die Antarktis und Chiles Acatama-Wüste." Wenn es dann um die "Verdichtung" des Netzwerks in der 6G-Ära geht, werden wir von kleinen Basisstationen umgeben sein? Dies beinhaltet die Abdeckung der Basisstation, dh die Übertragungsentfernung des Basisstationssignals. Im Allgemeinen gibt es viele Faktoren, die die Abdeckung der Basisstation beeinflussen, wie z. B. die Frequenz des Signals, die Sendeleistung der Basisstation, die Höhe der Basisstation und die Höhe des mobilen Endgeräts. In Bezug auf die Frequenz des Signals ist die Wellenlänge des Signals (auch Beugung genannt, wenn ein Hindernis während der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen auftritt, wenn die Größe dieses Hindernisses nahe ist, je höher die Frequenz, desto kürzer die Wellenlänge die Wellenlänge der elektromagnetischen Welle, die elektromagnetische Welle kann Beugung vom Rand des Objekts. Beugung kann helfen, Schattenbeugung kann helfen, den Schattenbereich abzudecken), je schlimmer der Verlust, desto größer der Verlust. Und dieser Verlust nimmt mit zunehmender Übertragungsentfernung zu, und die von der Basisstation abgedeckte Reichweite nimmt entsprechend ab. Die Frequenz des 6G-Signals liegt bereits im Terahertz-Bereich, und diese Frequenz liegt nahe am Spektrum des molekularen Rotationsenergieniveaus und wird leicht von Wassermolekülen in der Luft absorbiert, sodass die im Weltraum zurückgelegte Strecke nicht so weit ist Als 5G-Signal benötigt 6G also mehr Basisstationen, um "weiterzuleiten". Das von 5G verwendete Frequenzband ist höher als 4G. Ohne Berücksichtigung anderer Faktoren ist die Abdeckung von 5G-Basisstationen naturgemäß geringer als die von 4G. Mit dem höheren Frequenzband von 6G wird die Abdeckung von Basisstationen geringer. Daher ist die Dichte von 5G-Basisstationen viel höher als die von 4G. In der 6G-Ära wird die Dichte der Basisstationen nicht zunehmen.

Räumliches Multiplexen
6G wird die "räumliche Multiplexing-Technologie" verwenden, 6G-Basisstationen können gleichzeitig auf Hunderte oder sogar Tausende von drahtlosen Verbindungen zugreifen und ihre Kapazität wird das 1000-fache der von 5G-Basisstationen erreichen. Ich habe bereits erwähnt, dass 6G das Terahertz-Band verwenden wird, obwohl diese Hochband-Frequenzressource reichlich vorhanden ist und die Systemkapazität groß ist. Mobilkommunikationssysteme mit Hochfrequenzträgern stehen jedoch vor den großen Herausforderungen, die Abdeckung zu verbessern und Störungen zu reduzieren.
Wenn die Frequenz eines Signals 10 GHz überschreitet, ist sein Hauptausbreitungsmodus keine Beugung mehr. Bei Nicht-Sichtlinien-Ausbreitungsverbindungen sind Reflexion und Streuung die Hauptsignalausbreitungsmethoden. Gleichzeitig ist die Ausbreitungsentfernung umso schwächer und die Beugungsfähigkeit umso schwächer, je höher die Frequenz ist, desto größer ist der Ausbreitungsverlust. Diese Faktoren erhöhen die Schwierigkeit der Signalabdeckung erheblich. Nicht nur 6G, sondern auch 5G im Millimeterwellenband. 5G verwendet Massive MIMO und Beamforming, um diese Probleme zu lösen. Unser Mobiltelefonsignal ist mit der Basisstation des Betreibers verbunden, genauer gesagt mit der Antenne an der Basisstation. Die massive MIMO-Technologie ist sehr einfach zu sagen, sie dient tatsächlich dazu, die Anzahl der Sendeantennen und Empfangsantennen zu erhöhen, dh ein Mehrantennenarray zu entwerfen, um die Verluste auf dem Hochfrequenzpfad zu kompensieren. Durch die Konfiguration mehrerer MIMO-Antennen kann die zu übertragende Datenmenge erhöht und die räumliche Multiplextechnologie verwendet werden. Am sendenden Ende wird der Datenstrom mit hoher Rate in mehrere Unterdatenströme mit niedrigerer Rate unterteilt, und verschiedene Unterdatenströme werden auf demselben Frequenzband auf verschiedenen Sendeantennen übertragen. Da die räumlichen Unterkanäle zwischen den Antennenanordnungen am sendenden und am empfangenden Ende ausreichend unterschiedlich sind, kann der Empfänger diese parallelen Unterdatenströme unterscheiden, ohne zusätzliche Frequenz- oder Zeitressourcen zu zahlen. Der Vorteil dieser Technologie besteht darin, dass sie die Kanalkapazität und die Frequenznutzung erhöhen kann, ohne zusätzliche Bandbreite und zusätzliche Sendeleistung zu verbrauchen. Das Multi-Antennen-Array von MIMO konzentriert jedoch den größten Teil der übertragenen Energie auf einen sehr engen Bereich. Das heißt, je größer die Anzahl der Antennen ist, desto schmaler ist die Strahlbreite. Dies hat den Vorteil, dass weniger Interferenzen zwischen verschiedenen Strahlen und zwischen verschiedenen Benutzern auftreten, da verschiedene Strahlen ihre eigenen Fokusbereiche haben, diese Bereiche sehr klein sind und es nicht viele Schnittpunkte untereinander gibt. Es bringt aber auch ein anderes Problem mit sich: Der von der Basisstation emittierte schmale Strahl ist nicht um 360 Grad omnidirektional. Wie kann sichergestellt werden, dass der Strahl Benutzer in jede Richtung um die Basisstation herum abdecken kann? Zu diesem Zeitpunkt ist es Zeit für die Beamforming-Technologie, ihre Magie zu zeigen. Einfach ausgedrückt verwendet die Beamforming-Technologie komplexe Algorithmen, um den Strahl so zu verwalten und zu steuern, dass er wie ein "Scheinwerfer" aussieht. Diese "Scheinwerfer" können herausfinden, wo sich alle Telefone befinden, und dann das Signal mit mehr Fokus abdecken. 5G nutzt die MIMO-Technologie, um die Frequenznutzung zu verbessern. 6G liegt in einem höheren Frequenzband, und die weitere Entwicklung von MIMO in der Zukunft wird wahrscheinlich wichtige technische Unterstützung für 6G bieten