Định hướng tới 6G

Chu kỳ vòng đời mười năm đã được các thế hệ công nghệ vô tuyến áp dụng cho đến nay. Một phiên bản cô đọng của một vòng đời công nghệ điển hình được thể hiện trong sơ đồ dưới đây.

Sơ đồ công nghệ được mô tả theo chu kỳ 10 năm.

Trong các tổ chức tiêu chuẩn và thương mại, điều này có nghĩa là việc thành lập và quản lý các doanh nghiệp thuộc sở hữu nhà nước phải tuân theo các quy định khác nhau. Cụ thể, điều này đòi hỏi phải tuân theo các nguyên tắc sau:3rd Generation Partnership Project (3GPP) - Các yêu cầu đối với 6G sẽ được thu thập trong thời gian phát triển Phiên bản 19, các hạng mục nghiên cứu đầu tiên của 6G đang được thảo luận để đưa vào Phiên bản 20 và như vậy, các hạng mục tiêu chuẩn đầu tiên của 6G sẽ có trong Phiên bản 21. Có bảy đơn vị phát triển tiêu chuẩn viễn thông chịu trách nhiệm phát triển các giao thức dành cho viễn thông di động.

Sau khi hoàn thành Phiên bản 17 vào tháng 3, 3GPP hiện đang tạo Phiên bản 18. Việc tạo Phiên bản 20 sẽ bắt đầu sớm nhất vào năm 2024 nếu tiến độ được duy trì theo đúng kế hoạch hiện tại. Để được đưa vào sử dụng trên hệ thống mạng, một phiên bản tiêu chuẩn 3GPP thường cần từ 12 đến 18 tháng để hoàn thành và từ 12 đến 18 tháng nữa để đưa vào ứng dụng. Do đó, các dự án trình diễn 6G sớm nhất có thể được triển khai vào năm 2016.

Các xu hướng nghiên cứu và công nghệ đối với 6G đang thể hiện rõ ràng hơn nhiều so với các thế hệ công nghệ trước trong cùng một giai đoạn vòng đời, mặc dù phải mất sáu năm nữa mới có tiêu chuẩn.

Chúng tôi nên đặt mục tiêu sáuG vì lý do này.

Sẽ có một cuộc cách mạng vượt xa những gì chúng ta đã thấy trước đây và 6G sẽ là cuộc cách mạng như vậy.

6G: Các Xu Hướng Cần Quan Tâm

Các công nghệ phổ tần mới, trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (ML), việc sử dụng rộng rãi công nghệ bản sao song sinh số (digital twins) và các kiến trúc mạng mới là bốn xu hướng chính của 6G.

Các công nghệ phổ tần mới bao gồm:6G sẽ mở rộng sang các băng tần dưới THz (sub-THz), tạo ra các ứng dụng mới như liên kết thông tin liên lạc và cảm biến. Như chúng ta đã thấy trong các băng FR2, 6G sẽ tiếp tục sử dụng phổ tần dưới 6 GHz và sẽ tiếp tục tiến hành các hoạt động đổi mới sáng tạo như chúng ta đã thấy trong các băng đó. Hiện nay, một số lượng lớn các nghiên cứu đang được tiến hành để tìm kiếm băng tần "trung-cao" nằm giữa 10 và 24 GHz.

SáuG sẽ tiếp tục phát triển các kỹ thuật đa đầu vào đa đầu ra (MIMO), chẳng hạn như kỹ thuật MIMO phân tán hay MIMO siêu lớn, để giải quyết vấn đề này vì rõ ràng là độ tăng hiệu suất phổ tần trong 20 năm qua không có nhiều cải thiện.

Các mạng AI và ML:Các hệ thống 5G đã sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI), đặc biệt ở dạng học máy (ML), để tạo ra các đầu cuối tần số vô tuyến (RF), mã hóa trước MIMO và thậm chí lập kế hoạch mạng truy nhập vô tuyến (RAN). Mặc dù các tác động này vẫn còn đó, nhưng 6G đã mang đến cho chúng ta một số lựa chọn để sử dụng ML, không chỉ để tối ưu hóa mà còn để tạo ra lớp vật lý PHY (PHY). Điều này cho phép chúng ta có lớp vật lý PHY năng động, lớp có thể điều chỉnh phương pháp điều chế và mã hóa theo điều kiện kênh. Điều phối mạng có thể được thực hiện dễ dàng hơn với sự trợ giúp của công nghệ AI và ML.

Các công nghệ này có thể kiểm tra các khuôn mẫu để tìm hiểu liệu có thể tắt bớt các trạm hay bổ sung thêm tài nguyên để hỗ trợ các sự kiện lưu lượng lớn như sự kiện thể thao hay không. Khả năng AI phát hiện các lỗi bất thường trong các bộ dữ liệu lớn có thể được sử dụng trong các ứng dụng bảo mật cũng có thể được cải thiện.

Bản sao song sinh số:Mô phỏng tiên tiến, hiện đại này cung cấp môi trường số với độ trung thực cao để kiểm thử các tính năng mới, giúp giảm thiểu các rủi ro trong quá trình triển khai phần mềm, thậm chí phần cứng, trên mạng đang cung cấp dịch vụ.

Các kiến trúc mạng mới:Xu hướng Open RAN đang khuyến khích phi tập trung hóa và đám mây hóa mạng RAN sẽ tiếp tục diễn ra trong 6G. Tuy nhiên, những cấu trúc liên kết mạng (network topologies) khác ít phổ biến hơn (và không quá mới) cũng đang được đưa vào 6G. Chẳng hạn, tiêu chuẩn mạng vệ tinh (NTN), đã được cải thiện đáng kể trong Phiên bản 17, nhưng nó vẫn chưa được triển khai. Các công bố do Apple đưa ra, chẳng hạn nhưTiện ích gửi tin khẩn cấp qua vệ tinhcủa các dòng iPhone và iPad mới nhất, cũng như các tính năng và giao diện độc đáo của chúng, cũng như các tính năng và giao diện độc đáo của chúng.Starlink và T-Mobile đã hợp tác với nhau bằng cách sử dụng Starlink và T-Mobilelà những dấu hiệu rõ ràng rằng các mạng vệ tinh NTN đang được cân nhắc và có thể sẽ được đầu tư trong tương lai.

NTN là một trong những ví dụ điển hình nhất về một công nghệ có nguồn gốc từ 5G nhưng đã phát triển thành công nghệ có thể so sánh được với 6G. Mặc dù điều đó không thực sự quan trọng vì không thể xác định công nghệ nào sẽ là 5G và công nghệ nào sẽ là 6G, nhưng vẫn chưa thể phân biệt giữa hai loại công nghệ này. Các tiêu chuẩn vô tuyến, phương án sử dụng và công nghệ đã và đang được phát triển kể từ khi được cấp bằng sáng chế và sẽ tiếp tục phát triển.

Mặc dù 6G mang đến cho chúng ta một cơ hội tốt để vượt qua yêu cầu tương thích ngược và tạo ra các sản phẩm dịch vụ đổi mới sáng tạo, nhưng sẽ không chính xác khi cho rằng có một ranh giới rõ ràng giữa 5G và 6G. 6G sẽ vừa là sự tiến hóa của các công việc được bắt đầu với 5G, vừa là một cuộc cách mạng vượt xa những gì chúng ta đã thấy trước đây.

6G: Không có lý do gì để chờ đợi

Chúng tôi rất vui mừng khi biết về những tiến bộ và lợi ích mà thế hệ công nghệ thông tin liên lạc này mang lại cho xã hội. Mặc dù không thể dự đoán trong giai đoạn đầu, nhưng mỗi tiêu chuẩn thông tin liên lạc mới thường có những cách để làm thay đổi hoàn toàn cách chúng ta sống, làm việc và tương tác. Sẽ là như vậy nếu có 6G.

Giới thiệu về tác giả

Giám đốc dự án 6G và các sáng kiến đột phá như điện toán lượng tử là Tiến sĩ Giampaolo Tardioli. Giampaolo bắt đầu làm việc cho Hewlett-Packard vào năm 1998 với tư cách là kỹ sư đo kiểm và trong 20 năm qua, ông đã nắm giữ các vị trí quan trọng trong các lĩnh vực quy hoạch, nghiên cứu phát triển, chất lượng và vận hành ở cấp phòng ban và bộ phận kinh doanh. Ông có bằng Tiến sĩ Điện từ tính toán từ đại học University of Victoria, Canada và bằng Thạc sĩ Điện Điện tử từ Đại học Universita' Politecnica delle Marche, Ý.

Tạp chí Điện tử & Ứng dụng

Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống