Na drodze do standardu 6G: Bliższe spojrzenie na jedną z obiecujących nowych technologii
Współcześni konsumenci mogą uważać sieci 5G za najlepsze możliwe rozwiązanie, którego nie da się już poprawić, jednak eksperci zajmujący się telekomunikacją już teraz rozpoczynają planowanie kolejnej wersji rozwojowej, czyli sieci łączności bezprzewodowej szóstej generacji, w skrócie 6G. Jedną z nowatorskich technologii, które mogą stać się częścią nowego standardu sieci 6G są rekonfigurowalne powierzchnie inteligentne, których możliwości zastosowania zostały przeanalizowane w niedawnym badaniu przeprowadzonym dzięki częściowemu wsparciu finansowanego przez Unię Europejską projektu RISE-6G. Wyniki badania zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym „Intelligent and Converged Networks”. „Pomimo masowego wprowadzania na całym świecie sieci 5G zapewniających większą elastyczność, efektywność wykorzystania częstotliwości oraz mniejsze zużycie energii w porównaniu do swoich odpowiedników opartych na łączności 4G”, wszystko wskazuje na to, że sieci bezprzewodowe oparte na technologii 6G i nowszych standardach będą z pewnością „wymagały bardziej radykalnych paradygmatów komunikacji, zwłaszcza w warstwie fizycznej”, twierdzi Ruiqi Liu, przedstawiciel chińskiej ZTE Corporation oraz jeden z autorów badania w wypowiedzi zacytowanej w informacji prasowej opublikowanej w serwisie „AZoSensors”. Jak twierdzi Liu, rekonfigurowalne powierzchnie inteligentne „stanowią jedną z najbardziej obiecujących technologii, które znajdą zastosowanie w wersjach rozwojowych standardu 5G oraz docelowo w standardzie 6G i sieciach przyszłości”. RIS to sztuczne struktury planarne ze zintegrowanymi obwodami elektronicznymi, które mogą zostać zaprogramowane w celu dynamicznej kontroli pól elektromagnetycznych w celu uzyskania zróżnicowanych funkcjonalności. Rekonfigurowalne powierzchnie inteligentne są w stanie przekierowywać przychodzący sygnał w taki sposób, by docierał do właściwego odbiornika lub by połączyć go z innym sygnałem w celu uzyskania stabilniejszego połączenia, co zapewnia najlepszy możliwy zasięg sieci. Co więcej, technologia ta charakteryzuje się większą oszczędnością energii niż poprzednie technologie.
Dynamicznie programowalne środowiska
„Włączenie rekonfigurowalnych powierzchni inteligentnych do sieci bezprzewodowych jest od pewnego czasu promowane jako rewolucyjny sposób transformacji transmisji sygnału i zapewnienie pełnej programowalności tego procesu w celu realizacji wielu założeń związanych z działaniem sieci”, zauważa Liu. W ramach przeprowadzonego badania zespół zapoznał się z najnowszymi osiągnięciami w zakresie architektur sprzętowych rekonfigurowalnych powierzchni inteligentnych, modelowania elementów RIS oraz transmisji sygnału bezprzewodowego z wykorzystaniem tej technologii. W swoim artykule autorzy omawiają także dostępne metody estymacji kanału dla systemów komunikacyjnych opartych na technologii RIS oraz możliwości wykorzystania rekonfigurowalnych powierzchni inteligentnych w nowych standardach łączności bezprzewodowej. „Obecnie wykorzystywane na świecie standardy łączności bezprzewodowej opracowane przede wszystkim przez stowarzyszenie 3rd-Generation Partnership Project (3GPP) skupiające organizacje zajmujące się rozwojem norm telekomunikacyjnych w celu opracowania standardów szerokopasmowej łączności mobilnej, nie uwzględniają RIS jako jednego z rozwiązań”, zauważa badacz. „Tego typu rozwiązania mogą jednak stanowić kolejny etap rozwojowy prac nad sterowanymi przez sieć wzmacniaczami sygnału. Co więcej, rekonfigurowalne powierzchnie inteligentne mogą zostać wdrożone w istniejących sieciach w całkowicie niewidoczny sposób pod warunkiem zapewnienia pełnej kompatybilności z istniejącymi rozwiązaniami i niewykorzystywania żadnych nowych sygnałów”. Autorzy opracowania zwracają także szczególną uwagę na obecne i przyszłe działania mające na celu normalizację technologii RIS oraz wynikające z nich koncepcje sieci bezprzewodowych oparte na tych rozwiązaniach. Jak zauważa Liu: „Uważamy, że trwające działania mające na celu normalizację tych rozwiązań pomogą w rozwoju tej technologii i utorują drogę do jej komercjalizacji w niedalekiej przyszłości. Obecnie jednak rekonfigurowalne powierzchnie inteligentne stanowią przedmiot dynamicznych badań i wciąż pozostaje wiele możliwych obszarów rozwoju tej technologii. Zanim komercyjne wykorzystanie tego rodzaju rozwiązań stanie się możliwe czeka nas jeszcze wiele pracy nad rozwiązaniem szeregu kluczowych problemów”. Badacze skupieni wokół projektu RISE-6G (Reconfigurable Intelligent Sustainable Environments for 6G Wireless Networks) zajmują się analizą innowacyjnych rozwiązań opartych na najnowszych osiągnięciach w zakresie technologii rekonfigurowalnych powierzchni inteligentnych, aby na ich podstawie stworzyć inteligentne, ekologiczne i dynamicznie programowalne sieci bezprzewodowe o parametrach i osiągach wykraczają poza możliwości standardu 5G. „Sieci przyszłości będą bardziej ekologiczne, tańsze i bardziej inteligentne ze względu na korzyści, jakie może przynieść technologia RIS. Z tego powodu w naszym opracowaniu podkreśliliśmy najważniejsze aspekty tych rozwiązań, aby pomóc czytelnikom w zrozumieniu tej nowatorskiej technologii oraz zaprezentować naszą wizję rozwoju sieci w kierunku standardów nowej generacji”, podsumowuje badacz. Więcej informacji: strona projektu RISE-6G
Słowa kluczowe
RISE-6G, 6G, 5G, komunikacja bezprzewodowa, sieć, rekonfigurowalna powierzchnia inteligentna, systemy komunikacji
