Đề tài tìm HIỂU về 6g

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG *** BÁO CÁO MÔN HỌC THÔNG TIN DI ĐỘNG Đề tài: TÌM HIỂU VỀ 6G Giảng viên: PGS.TS TRẦN QUANG VINH Sinh viên MSSV Lớp Trần Thị Phương Thảo 20172831 ĐTVT.02-K62 Nguyễn Thị Thu Trang 20172863 ĐTVT.01-K62 Lê Thị Hồng Phượng 20172765 ĐTVT.02-K62 Phan Thị Kiểu 20172830 ĐTVT.02-K62 Phạm Thị Thu Trang 20172862 ĐTVT.11-K62 Hà nội, tháng năm 2021 LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại công nghệ phát triển với tốc độ chóng mặt ngày nay, việc cho đời công nghệ đại, tiên tiến tất yếu Hệ thống mạng không dây nói chung mạng di động nói riêng có phát triển đặc biệt nhanh, mang tính cách mạng vài thập kỷ gần hệ mạng di động đề xuất triển khai mang lại nhiều thơng tin, tiện ích cho người dân khắp nơi giới Khi công nghệ tiên tiến đời AI, IoT .đang ngày phát triển mang lại cho sống người nhiều tiện ích, nhiên để thực CHƯƠNG 1: NỀN TẢNG VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA 6G Mạng 6G mạng di động hệ thứ sáu, tiếp bước hệ công nghệ truyền thông di động sau hệ 5G Kể từ năm 1980, hệ công nghệ cách mạng xuất chu kỳ mười năm để phát triển ICT Sự phát triển không ngừng công nghệ thông tin truyền thông đóng vai trị quan trọng việc liên tục nâng cấp hệ thống thông tin thịnh vượng xã hội Giao tiếp di động trước 4G chủ yếu tập trung thị trường tiêu dùng cá nhân người định hướng, 5G đạt đột phá mang tính cách mạng thơng qua tốc độ truyền nhanh hơn, độ trễ cực thấp, tiêu thụ điện thấp số lượng kết nối khổng lồ Được sử dụng cá nhân, sử dụng ngành công nghiệp khác nhau, lĩnh vực khác Ba phiên là: eMBB (băng thông rộng di động nâng cao), mMTC (truyền thông loại máy khổng lồ) URLLC (truyền thông độ trễ thấp đáng tin cậy) Để thích ứng với tích hợp sâu sắc IoT ngành cơng nghiệp khác nhau, mạng 6G đảm bảo thứ kết nối sâu sắc, thông minh liền mạch 1.1 Xu kết nối di động Hệ thống mạng khơng dây nói chung mạng di động nói riêng có phát triển đặc biệt nhanh, mang tính cách mạng vài thập kỷ gần hệ mạng di động đề xuất triển khai mang lại nhiều thơng tin, tiện ích cho người dân khắp nơi giới Hình 1.1: Xu kết nối di động  Công nghệ mạng 1G: thoại không dây Mạng di động hệ (1G) bắt đầu vào năm 1980 Công nghệ mạng 1G hỗ trợ dịch vụ thoại Thế hệ mạng triển khai nhiều khuyết điểm chất lượng thoại thấp, thường xuyên bị ngắt gọi, dung lượng pin không hỗ trợ bảo mật Tốc độ lý thuyết mạng 1G 2,4 Kbps  Công nghệ mạng 2G: nhắn tin đa phương tiện Mạng 2G thử nghiệm Phần Lan năm 1991, cải tiến lớn so với hệ 1G chuyển đổi từ truyền thông tương tự sang truyền thông số Mạng 2G không cung cấp dịch vụ thoại mà bắt đầu hỗ trợ dịch vụ liệu nhắn tin SMS, nhắn tin đa phương tiện MMS Tốc độ mạng 2G ban đầu đạt khoảng 50 Kbps Sau vài cải tiến với công nghệ GPRS, EDGE tốc độ mạng 2G đạt tới 1,3 Mbps Tuy mạng 2G thay công nghệ mới, sử dụng kênh dự phòng khắp nơi giới  Cơng nghệ mạng 3G: thoại truyền hình, internet di động Mạng 3G giới thiệu năm 1998, mở đầu cho mạng di động băng thông rộng với tốc độ truyền liệu cao Nhờ cải tiến mặt tốc độ, điện thoại di động sử dụng dịch vụ điện thoại truyền hình, truy cập internet Tốc độ mạng 3G đạt Mbps không di chuyển 384 Kbps di chuyển phương tiện Sau vài cải tiến với công nghệ HSPA, HSPA+, tốc độ mạng 3G đạt tới 7,2 Mbps  Cơng nghệ mạng 4G: ứng dụng internet Mạng 4G giới thiệu vào năm 2008, không hỗ trợ kết nối internet mạng 3G mà cung cấp dịch vụ game online, truyền hình HD, hội nghị truyền hình dịch vụ yêu cầu tốc độ cao khác Tốc độ lý thuyết mạng 4G đạt tới Gbps 100 Mbps di động  Công nghệ mạng 5G: internet vạn vật Mạng 5G thử nghiệm giới hạn số nơi giới Mạng 5G hứa hẹn nhiều cải tiến tốc độ nhanh hơn, mật độ kết nối cao hơn, độ trễ thấp hơn, tiết kiệm lượng Tốc độ lý thuyết mạng 5G đạt tới 20 Gbps  Xu mạng 6G: Trong tốc độ mạng 5G đạt tới 20 Gbps, mạng 6G hướng tới tốc độ Tegabit (Tbps) nhanh cỡ vài trăm đến vài nghìn lần mạng 5G Mục tiêu mạng 6G giải hạn chế mạng 5G, hướng tới khả kết nối khơng gian - khí - mặt đất - biển Bốn định hướng kết nối nghiên cứu là: kết nối thông minh (Intelligent Connectivity), kết nối sâu (Deep Connectivity), kết nối không đồng (Holographic Connectivity) kết nối khắp nơi (Ubiquitous Connectivity) Hiện có nhiều cơng nghệ tiềm năng, kể công nghệ tương lai xem xét đưa vào mạng 6G truyền thông không dây quang, truyền thông lượng tử, thiết bị bay không người lái, vệ tinh tầng thấp… công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI), phân tích liệu lớn đưa vào hỗ trợ mạng 6G nhằm đảm bảo mục tiêu chất lượng mạng (QoS) 1.2 Sự phát triển 6G quốc gia Mạng 6G hứa hẹn số hố kết nối tồn giới Những nước sẵn sàng đua nghiên cứu triển khai cơng nghệ mạng 6G gồm có:  Phần Lan: thực Đại học Oulu, thử nghiệm mạng 6G bắt đầu thực từ năm 2018  Hoa Kỳ: Ủy ban truyền thông liên bang (Federal Communications Commission FCC) cung cấp giấy phép cho thử nghiệm dải tần từ 95 GHz tới THz Hội Kỹ sư điện điện tử (IEEE) Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) thực nghiên cứu định hướng cho công nghệ mạng tương lai  Châu Âu (EU): Dự án EU’s Terranova project hướng tới kết nối mạng 6G với tốc độ 400 Gbps dải tần terahertz  Hàn Quốc: Tập đoàn LG Viện Nghiên cứu KAIST hợp tác xây dựng trung tâm nghiên cứu công nghệ mạng 6G Tập đoàn Samsung SK Telecom hợp tác để phát triển cơng nghệ mơ hình kinh doanh mạng 6G  Trung Quốc: Bộ KH&CN lên kế hoạch với hai nhóm phát triển mạng 6G: nhóm thứ thuộc Chính phủ Trung Quốc nhằm xây dựng sách thúc đẩy việc nghiên cứu phát triển mạng 6G; nhóm thứ hai tập hợp 37 trường đại học, viện nghiên cứu công ty tập trung phát triển mảng kỹ thuật mạng 6G  Nhật Bản: Chính phủ Nhật Bản sẵn sàng tỷ USD hỗ trợ cho doanh nghiệp nghiên cứu công nghệ mạng 6G Tập đoàn NTT Intel ký thỏa thuận hợp tác phát triển mạng 6G CHƯƠNG 2: HIỆU SUẤT MẠNG 6G VÀ CÁC CÔNG NGHỆ LÕI 2.1 Hiệu suất mạng 6G Trong hệ thống 6G, hiệu suất cần tiên tiến để phát triển ICT (công nghệ thông tin - truyền thông), chẳng hạn VLC (Giao tiếp ánh sáng khả kiến), WTI (Internet xúc giác khơng dây) HPC (Điện tốn hiệu suất cao) So với 5G, 6G có tốc độ đỉnh cao, tốc độ trải nghiệm người dùng cao, độ trễ thấp, mật độffic cao, mật độ kết nối cao, tính di động mạnh mẽ ,khả định vị mạnh mẽ, khả hỗ trợ phổ mạnh, độ tin cậy cao, lượng mạng cao, v.v So sánh mô tả bảng sau: 6G 5G Tốc độ Tốc độ cao nhất: Tốc độ cao nhất: 10Gbps100Gbps-1Tbps 20Gbps Trễ Mật độ Traffic 0.1 ms 100- 10.000 Tbps/ mét ms 10 Tbps/ mét vuông Mật độ kết nối vuông Tối đa 0,1 tỷ kết nối / mét triệu kết nối / mét vuông vuông Tốc độ di chuyển thiết >1000 km/h 500 km/h bị Hiệu suất quang phổ 200–300 bps/Hz 100 bps / Hz Định vị Ngoài trời mét, Trong Ngoài trời 10 mét, Trong Độ tin cậy Năng lượng mạng nhà 10 cm < 1/1000.000 200 bit / J nhà khoảng mét < 1/100.000 100 bit / J Bảng 2.1: So sánh 6G 2.2 Các công nghệ 6G cốt lõi Các công nghệ hỗ trợ bao gồm cơng nghệ hệ thống truyền thơng không dây (giao tiếp THz giao tiếp ánh sáng nhìn thấy được), ăng-ten hệ vật liệu tổng hợp bản, kỹ thuật mã hóa điều chế kênh (mã hóa kênh, sóng khơng trực giao hệ thống truy cập nhiều), chia sẻ quang phổ (song cơng miễn phí, song cơng đầy đủ chia sẻ phổ động) công nghệ khác (AI, IoT công nghệ blockchain) 2.2.1 Công nghệ hệ thống truyền thông không dây 2.2.1.1 Giao tiếp THz Sóng Terahertz sóng điện từ có phổ tần số từ 0,1 đến 10 THz bước sóng từ 30 đến 3000 μm Phổ tần số nằm vi ba ánh sáng hồng ngoại xa Sóng THz tồn vĩ mô học vi điện tử Giao tiếp Terahertz có lợi tài nguyên phổ phong phú tỷ lệ truyền tải cao Trong truyền thông di động tương lai, công nghệ truy cập không dây băng thông rộng (Tb/s communication) thuận lợi Ủy ban Truyền thông (FCC) - Hoa Kỳ cho biết, Đại hội Di động Thế giới vào tháng năm 2018, 6G sử dụng mạng dựa phổ THz công nghệ đa truy nhập không gian Công nghệ Terahertz trở thành "mười công nghệ thay đổi giới tương lai" Các công nghệ Terahertz bao gồm:  Không gian Terahertz, truyền thông mặt đất lý thuyết truyền kênh (đo lường kênh, mơ hình hóa thuật tốn)  Các kỹ thuật mã hóa điều chế tín hiệu Terahertz, chẳng hạn chế thu thập theo dõi tốc độ cao độ xác cao, dạng sóng mã hóa kênh, điều chế trực tiếp Terahertzn, điều chế lại Terahertz điều chế phát sóng Terahertz  Cơng nghệ hệ thống ăng ten tần số vô tuyến Terahertz, chẳng hạn nghiên cứu phát triển vật liệu mới, nghiên cứu phát triển thiết bị mới, băng tần truyền thơng Terahertz, cơng nghệ ăng ten chính, băng sở tốc độ cao, cơng nghệ xử lý tín hiệu phương pháp thiết kế mạch tích hợp  Thử nghiệm hệ thống truyền thông Terahertz phát triển phần cứng thiết bị Sóng Terahertz có đặc điểm độc đáo có nhiều lợi sóng siêu cao tần truyền thơng quang học khơng dây Sóng Terahertz có thơng số kỹ thuật chun nghiệp ứng dụng rộng truyền thông không dây băng thông rộng tốc độ cao đường ngắn, truy cập an ninh không dây băng thông rộng truyền thông khơng gian Những ưu điểm sóng Terahertz là:  Khi sóng Terahertz lan truyền khơng khí, dễ dàng bị hấp thụ độ ẩm khơng khí Nó thích hợp cho giao tiếp khơng dây tốc độ cao ngắn  Chùm tia hẹp hơn, hướng tốt khả chống nhiễu mạnh  Sóng Terahertz có tần số cao băng thơng rộng Chúng đáp ứng nhu cầu băng thông quang phổ truyền băng thông rộng không dây Phổ sóng Terahertz nằm khoảng từ 108 đến 1013 GHz băng thơng phổ có sẵn hàng chục GHz Nó có tốc độ truyền tải vượt q Tb /s  Về giao tiếp khơng gian: ngồi khơng gian, sóng Terahertz có cửa sổ bước sóng 350μm, 450μm, 620μm, 735μm 870μm Chúng giao tiếp đường dài cơng suất thấp  Các bước sóng ngắn băng tần Terahertz phù hợp với MASSIVE MIMO (nhiều đầu vào nhiều đầu ra) với nhiều ăng-ten  Hiệu sử dụng lượng cao: so với giao tiếp quang học không dây, lượng photon sóng Terahertz thấp, khoảng 10–3 eV, 1/40 lượng ánh sáng nhìn thấy Sử dụng sóng mang thơng tin đạt hiệu suất lượng cực cao  Thâm nhập mạnh mẽ Sóng Terahertz xâm nhập vào vật chất với suy hao Chúng phù hợp với nhu cầu giao tiếp số trường hợp đặc biệt 2.2.1.2 Giao tiếp ánh sáng nhìn thấy Cơng nghệ OWC (Truyền thơng khơng dây quang học) bổ sung vào công nghệ truyền thông RF (sử dụng lượng vô tuyến) không dây tồn Dải tần số bao gồm tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy tia cực tím Tần số ánh sáng khả kiến dải tần số quan trọng OWC Hệ thống OWC dải nhìn thấy (390-700 nm) thường gọi giao tiếp ánh sáng nhìn thấy (VLC) Nó tận dụng tối đa lợi điốt phát sáng nhìn thấy (đèn LED) để đạt mục đích kép chiếu sáng giao tiếp liệu tốc độ cao So với truyền thông vô tuyến, VLC có nhiều ưu điểm  Đầu tiên, cơng nghệ truyền thơng ánh sáng nhìn thấy cung cấp nhiều phổ có khả có sẵn (băng thông cấp Terahertz)  Thứ hai, giao tiếp ánh sáng khả kiến không tạo xạ điện từ khơng dễ dàng bị nhiễu điện từ bên ngồi Do đó, sử dụng rộng rãi cho mục đích sử dụng chuyên biệt nhạy cảm với nhiễu điện từ chí để loại bỏ nhiễu điện từ, chẳng hạn bệnh viện, máy bay, trạm xăng nhà máy hóa chất  Thứ ba, mạng thiết lập công nghệ truyền thông ánh sáng nhìn thấy an tồn hơn; phương tiện truyền tải sử dụng công nghệ ánh sáng nhìn thấy khơng thể xun qua tường chướng ngại vật khác Truyền giới hạn tầm nhìn người dùng Các transmission thơng tin mạng giới hạn tịa nhà Nó ngăn chặn người ngồi độc hại trì bảo mật thơng tin  Cuối cùng, cơng nghệ truyền thơng ánh sáng nhìn thấy hỗ trợ thiết lập mạng khơng dây nhanh chóng Nó thúc đẩy việc thiết lập linh hoạtncác mạng tạm thời liên kết truyền thơng, làm giảm chi phí sử dụng bảo trì mạng Tín hiệu tần số vô tuyến che điểm mù, chẳng hạn điểm mù tàu điện ngầm đường hầm 2.2.2 Ăng-ten hệ vật liệu tổng hợp 2.2.2.1 Ăng-ten quy mô lớn Công nghệ đa ăng-ten, đặc biệt công nghệ ăng-ten quy mô lớn, công nghệ quan trọng cải thiện hiệu phổ hệ thống truyền thông di động không dây Công nghệ ăng-ten quy mô lớn cần phải giải vấn đề sau: lý thuyết vấn đề kỹ thuật thực tế trường RF băng tần, ăn-ten đạt hiệu suất cao, phủ sóng tồn khơng gian, mạch RF tích hợp cao; lý thuyết cơng nghệ thiết kế ăng ten mảng quy mô lớn mới, lý thuyết thiết kế phương pháp triển khai tối ưu hóa mạch tần số vơ tuyến tích hợp cao, cơng nghệ thiết kế mạng chùm tia tương tự quy mô lớn hiệu suất cao 10 2.2.2.2 Vật liệu tổng hợp Giao tiếp đầu dây RF cần thích ứng với tần số sóng mang cao hơn, băng thơng truyền thơng lớn hơn, độ mờ điện tử cao hơn, đầu vào đầu cơng suất tín hiệu tuyến tính cao Vật liệu composite hợp chất tinh thể tổng hợp từ vật liệu kim loại khác khiến thiết bị truyền thơng có khả hấp thụ sóng điện từ mạnh Do tính chất điện quang học độc đáo nó, lựa chọn hàng đầu thiết bị RF tương lai Từ "Metamaterial"là từ xuất vật lý Nó tạo phân phối lượng hài hòa miền tần số Đồng thời, kết hợp với sơ đồ mã hóa miền khơng gian, mã hóa chung khơng-thời gian thực Bề mặt đồng thời điều chỉnh sóng điện từ miền khơng gian miền tần số Nó sử dụng truyền thơng vệ tinh tương lai 2.2.3 Kỹ thuật mã hóa điều chế kênh hệ 6G Mạng 6G tạo thành hệ thống mạng liền mạch toàn vùng với tốc độ liệu 100 Gbps Điều đặt thách thức cho kỹ thuật mã hóa điều chế kênh 2.2.3.1 Mã hóa kênh hệ 6G Là công nghệ tảng truyền thông mạng khơng dây,thế hệ cơng nghệ mã hóa kênh cải thiện thông lượng mạng 6G thành Tb/s Dựa đặc tính truyền tải thơng tin đa người dùng/đa phức tạp mạng 6G, chế mã hóa kênh người dùng tối ưu hóa dựa phức tạp giao thoa 2.2.3.2 Sóng khơng trực giao Tín hiệu thơng tin thường dựa mức xung sóng vng hình chữ nhật tương ứng với hàm SinC Đối với tín hiệu truyền khí quyển, tín hiệu khơng dây chống lại nhiễu tín hiệu truyền liệu tốc độ cao kênh mờ dần môi trường đa đường dẫn OFDM (ghép kênh phân chia theo tần số trực giao) sử dụng rộng rãi thông tin liên lạc di động cơng nghệ WiFi Tuy nhiên, tính trực giáo OFDM, truyền thông di động phá vỡ 11 nhiều hạn chế lý thuyết Gabor mang lại Sóng vng sử dụng OFDM có thùy bên lớn độ nhạy cao với trôi dạt sóng mang, khó để triệt tiêu dạng sóng băng tần sở với tỷ lệ đỉnh trung bình Nó khơng phù hợp để đồng hóa quang phổ khơng liên tục sóng mang Điều làm cho cơng nghệ OFDM khó thích ứng với hệ thơng tin di động Công nghệ truyền thông không dây phi trực giao cách để đạt hiệu phổ tốt đặc tính miền tần số thời gian tốt thơng tin di động Ví dụ, cơng nghệ đa sóng mang (FBMC) dựa nhiều lọc công nghệ đa truy cập không trực giao (NOMA) sử dụng 5G/6G kết hợp nhiều đường truyền khơng trực giao sóng mang liệu Phương pháp lọc để phân biệt liệu người dùng giải hiệu nhiều nhược điểm công nghệ ghép kênh tần số trực giao 2.2.3.3 Nhiều hệ thống truy cập NOMA (truy cập nhiều lần không trực giao) trở thành công nghệ truy cập đại diện cho truyền thông di động 5G 6G Nó phần quan trọng phát triển 5G/6G để thực cơng nghệ mã hóa phân cực cho hệ thống tối ưu hóa sơ đồ phân cực kênh theo nguyên tắc phân cực tổng quát Mạng 6G tiếp tục nhận thiết kế tối ưu hóa hệ thống truy cập đa phân cực Kiến trúc tổng thể cơng nghệ NOMA cần nâng cấp để thiết lập tối ưu hóa chế truyền thơng mã hóa phân cực, dựa nguyên tắc đa người sử dụng Các thuật toán tương ứng cần tối ưu hóa NOMA cung cấp dịch vụ cho nhiều người dùng/tần số/mã/ không gian lúc Ở đầu nhận, công nghệ hủy bỏ nhiễu liên tục (SIC) phát đa người dùng (MUD) loại bỏ nhiễu,giải mã tín hiệu người dùng, tăng dung lượng mạng, giảm độ trễ giao tiếp tăng số lượng kết nối Công nghệ NOMA chủ yếu bao gồm miền nguồn NOMA tên miền mã 2.2.4 Chia sẻ quang phổ 2.2.4.1 Phổ song cơng miễn phí/song cơng đầy đủ Một phổ song công đầy đủ chủ yếu sử dụng để giải vấn đề yêu cầu phổ không cân nút khác mạng liên kết thu phát nút Do phân phối Poisson gói liệu dịch vụ, việc 12 gửi nhận tài nguyên mạng thực tế (thường đề cập đến việc sử dụng tài nguyên uplink downlink mạng di động) dao động khơng đồng đều, cải tiến cơng nghệ song cơng có đạt phân bổ phổ linh hoạt liên kết truyền liên kết tiếp nhận (điều gọi chia sẻ phổ linh hoạt liên kết truyền liên kết tiếp nhận) Do đó, cải thiện tỷ lệ tài ngun kích thước song cơng tỷ lệ sử dụng Chế độ hai mặt sử dụng kiến trúc TDD động (Time Division Duplex), chế độ FDD (Frequency Division Duplex) cấu hình đặc biệt Phổ có sẵn 5G chủ yếu phân phối băng tần GHz, hầu hết số nằm phổ TDD Một hai loại nhiễu giải quyết, 5G thực hỗ trợ triển khai thương mại chức song công linh hoạt (song công tự do) loại bỏ hạn chế sử dụng tài nguyên song công cố định (FDD/TDD) Dự kiến song công kỷ nguyên 6G kỳ vọng đạt song công thực (song công tự do),nghĩa khơng cịn sai lệch FDD TDD, điều phụ thuộc vào yêu cầu kinh doanh gửi nhận 2.2.4.2 Công nghệ chia sẻ phổ động Đặc tính tần số Terahertz 6G làm tăng mật độ mạng Chia sẻ phổ động trở thành phương tiện quan trọng để cải thiện hiệu quang phổ tối ưu hóa triển khai mạng Chia sẻ phổ động sử dụng chế truy cập chia sẻ phổ phân tán thơng minh, mở rộng phạm vi phổ có sẵn tối ưu hóa quy tắc sử dụng phổ để đáp ứng yêu cầu sử dụng tài nguyên phổ hệ thống 6G Đồng thời, thúc đẩy hợp tác blockchain, chia sẻ phổ động, AI công nghệ khác để đạt chia sẻ giám sát phổ thông minh mạng 6G lợi khác 2.2.5 Các cơng nghệ tích hợp khác 2.2.5.1 Công nghệ truyền thông không dây dựa AI Với đời kỷ nguyên liệu lớn phát triển tài nguyên điện tốn phần cứng phần mềm khác nhau, trí tuệ nhân tạo (AI), đặc biệt học sâu, trở thành lĩnh vực có nhiều ứng dụng thực tiễn nhiều chủ đề nghiên cứu tích cực Với trợ giúp học sâu, thông qua cảm ứng chuyên sâu phân tích liệu, 13 thu thông tin kiến thức chung kiến thức sử dụng để xây dựng mơ hình hỗ trợ định, phân tích dự đốn rủi ro Sự xuất học sâu thúc đẩy phát triển nhanh chóng nhiều lĩnh vực nhận dạng giọng nói, thị giác máy tính, dịch máy thơng tin sinh học Học viện ngành công nghiệp xem xét làm để tích hợp AI vào hệ thống truyền thông không dây để đạt hiệu phát triển hệ thống truyền thơng khơng dây Ý tưởng giới thiệu AI (đặc biệt học sâu) vào lĩnh vực quản lý phân bổ tài nguyên không dây Mạng 6G chắn liên quan đến mạng mật độ cao , mảng ăng-ten khối lượng liệu AI nhận kết nối liền mạch thiết bị mặt đất, vệ tinh không thông qua liệu mạng, liệu kinh doanh, liệu người dùng học tập nhận thức liệu đa chiều khác trao đổi tốc độ cao theo thời gian thực Hệ thống học tập quản lý điều khiển mạng tiếp tục tối ưu hóa nâng cấp Các cơng nghệ bao gồm mạng lõi thông minh mạng biên thông minh, công nghệ mạng tự tổ chức học sâu, cơng nghệ mã hóa giải mã kênh dựa công nghệ học sâu, ước tính phát tín hiệu dựa học sâu công nghệ phân bổ tài nguyên không dây dựa học sâu 2.2.5.2 Internet điều 6G Nhận thức Internet giai đoạn cao phát triển Internet of Things Nó mạng thơng minh bao gồm cảm biến truyền đạt liệu thơng qua mạng khác nhau, chẳng hạn Internet xúc giác Internet trực quan Trong thời đại 6G, nhận thức Internet không phổ biến từ mạng truyền thống Các đối tượng thơng minh khác có khả tự học tập Họ cung cấp lại kiểm sốt thông tin thu thông qua nhận thức để đạt kinh nghiệm tương ứng tạo thành hệ thống chuyên gia Việc truyền tải nội dung thông tin túy bao gồm thơng tin kiểm sốt tương ứng với nội dung thông tin Đây hệ công nghệ thông tin kết hợp với hệ thống điều khiển hệ thống máy tính Nó biến Internet of Things truyền thống thành AIoT (Artificial Intelligence + Internet of Things) 14 2.2.5.3 Công nghệ blockchain Để tối ưu hóa dịch vụ, nhà điều hành mạng 5G sử dụng cắt mạng công nghệ khác để kiểm soát xử lý lưu lượng liệu phát triển dịch vụ người dùng khác Mạng 6G tiếp tục cải thiện dịch vụ cá nhân hóa người dùng sử dụng phương pháp hữu ích khác để cung cấp dịch vụ khách hàng thông minh cho người dùng cách quản lý lưu lượng liệu điện tốn biên Do tính độc đáo blockchain, ví dụ: phân quyền, ẩn danh, minh bạch, can thiệp bảo mật, blockchain đảm bảo thông tin người dùng không bị đánh cắp bên thứ ba, bên cải thiện hiệu cộng tác mạng khả nút dịch vụ mạng nâng cao tính bảo mật giao tiếp thơng tin, cải thiện tính bảo mật quyền riêng tư thực thể liên quan hệ thống thông tin liên lạc 6G 15 CHƯƠNG 3: Triển vọng 6G Xây dựng 5G, G tiếp tục cải thiện hiệu suất tối ưu hóa trải nghiệm CNTT-TT thơng qua đổi cơng nghệ; mở rộng dịch vụ từ giới vật lý sang thực tế ảo 6G khám phá ứng dụng mới, hình thức dịch vụ phương thức kinh doanh dựa tích hợp cộng tác người, máy móc mơi trường Các kịch hấp dẫn tiềm song sinh kỹ thuật số người, Internet khơng khí, giao tiếp ba chiều, thành phố thông minh mới, cứu hộ khẩn cấp tồn cầu, nhà máy thơng minh PLUS, rơ bốt mạng hệ thống tự trị, v.v 3.1 Người song sinh kỹ thuật số Với khả mạng tại, việc phát cấu trúc thể người công nghệ số chủ yếu sử dụng để phát số thơng thường dự phịng bệnh Với phát triển công nghệ 6G với kết hợp ngành khoa học liên ngành khoa học sinh học, khoa học vật liệu y học điện tử sinh học, cặp song sinh kỹ thuật số thể người tạo Cặp song sinh kỹ thuật số thể người, thông qua số lượng lớn cảm biến thông minh (> 100 thiết bị cho người), phản ánh xác (và thời gian thực) quan quan trọng, hệ thần kinh, hệ hô hấp, hệ tiết niệu, xương tình trạng cảm xúc Ngồi ra, G kết hợp MRI (cộng hưởng từ), CT (liệu pháp nhận thức), siêu âm doppler màu, quy trình lấy máu, sinh hóa nước tiểu hình ảnh chun mơn khác kết kiểm tra sinh hóa để cung cấp cho cá nhân đánh giá xác sức khỏe họ tình trạng sau có can thiệp kịp thời 3.2 Truy cập internet tốc độ cao khơng gian Sẽ khó khăn với G, để thực hệ thống mạng chất lượng cao Có hai phương thức dịch vụ mạng hàng khơng: trạm gốc mặt đất truyền qua vệ tinh Nếu chế độ trạm gốc mặt đất áp dụng, máy bay di chuyển nhanh phạm vi hoạt động xuyên biên giới lớn, mạng lưới đường không phải đối mặt với thách thức, chẳng hạn khả động cao, dịch chuyển tần số doppler, 16 di chuyển thường xuyên phạm vi phủ sóng trạm gốc hẹp G sử dụng công nghệ truyền thông kiến trúc mạng mạng di động để cung cấp cho người dùng dịch vụ truy cập Internet tốc độ cao chất lượng cao, đồng thời giảm chi phí sử dụng mạng 6.3 XR (Thực tế ảo mở rộng) dựa giao tiếp ba chiều AR / VR tính quan trọng G Các yếu tố ảnh hưởng đến phát triển công nghệ AR / VR ứng dụng tính di động tự người dùng, tức người dùng không bị giới hạn vị trí Với phát triển nhanh chóng cơng nghệ đến năm 2030, hình thức tương tác thơng tin dần phát triển từ AR / VR sang XR, chí tương tác thơng tin hệ thống truyền thông ba chiều cuối giao tiếp ba chiều khơng dây hồn thiện XR huy động thị giác, thính giác, xúc giác, khứu giác, vị giác chí cảm xúc Người dùng khơng cịn bị giới hạn thời gian địa điểm, mà tận hưởng tham gia vào hoạt động giáo dục, trò chơi, thể thao, hội họa, hòa nhạc trải nghiệm ảnh ba chiều hoàn toàn nhập vai khác 6.4 Thành phố thông minh Để đạt thành phố thông minh, hàng triệu cảm biến trang bị vào phương tiện, tòa nhà, nhà máy, đường xá, nhà sở khác G cách tiếp cận truyền thông tốc độ cao không dây đáng tin cậy để hỗ trợ ứng dụng tích hợp cộng tác với để xử lý hoạt động hướng liệu G áp dụng kiến trúc mạng thống nhất, giới thiệu kịch kinh doanh xây dựng mạng toàn diện hiệu Trong tương lai, công nghệ ảo, mạng phần mềm xác định lát mạng chia thành mạng vật lý logic riêng biệt; AI tích hợp sâu vào hệ thống G có thểđược áp dụng thực tế nhiều cấp độ, chẳng hạn truyền hiệu quả, kết nối mạng liền mạch, bảo mật nội bộ, triển khai quy mơ lớn bảo trì tự động Một hệ sinh thái thành phố thông minh xây dựng với hỗ trợ G 17 6.5 Nhà máy thông minh Hệ thống G sử dụng băng thông cực cao, độ trễ cực thấp độ tin cậy cao để thu thập liệu hoạt động theo thời gian thực xưởng, máy công cụ phận phụ kiện Cơng nghệ điện tốn biên AI trực tiếp giám sát truyền liệu thiết bị đầu cuối để thực đơn đặt hàng thời gian thực Công nghệ blockchain G trực tiếp trao đổi liệu tất thiết bị đầu cuối nhà máy thông minh mà không cần qua trung tâm vận tải, đạt hoạt động phi tập trung nâng cao hiệu sản xuất G không hoạt động nhà máy mà cịn đảm bảo kết nối đầy đủ với tồn chu trình sản xuất Dựa mạng G, kết nối linh hoạt thiết bị / thiết bị đầu cuối thông minh cần kết nối nhà máy, đồng thời điều chỉnh động triển khai nhanh chóng kết hợp thiết bị thông minh theo nhu cầu dây chuyền sản xuất, từ chủ động thích ứng để cá nhân hóa tùy chỉnh C2B Smart Factory PLUS hình thành vịng khép kín từ đầu đến cuối, từ nhu cầu cá nhân khách hàng theo nhu cầu đến khả giao hàng nhà máy cách sử dụng mạng G công nghệ liên quan 18 CHƯƠNG 4: Những thách thức tiềm ẩn 6G 7.1 Những thách thức cơng nghệ 7.1.1 Sóng Terahertz Dải tần terahertz có lợi thay lĩnh vực thơng tin di động, gặp khơng thách thức (1) Vùng phủ sóng giao tiếp định hướng Đặc điểm lan truyền sóng điện từ cho thấy độ lớn mờ dần không gian tự tỷ lệ với bình phương tần số Do đó, dải tần thấp terahertz có độ tự lớn suy hao khơng gian Đặc tính lan truyền terahertz số lượng lớn phần tử ăng ten có nghĩa truyền thơng terahertz truyền tín hiệu chùm có hướng cao Chúng tơi cần thiết kế lại tối ưu hóa chế liên quan chức truyền tín hiệu định hướng (2) Đặc điểm suy giảm quy mơ lớn Tín hiệu terahertz nhạy cảm với bóng có ảnh hưởng lớn đến vùng phủ sóng Ví dụ, mức suy giảm tín hiệu thành phần cao tới 40–80 dB, thể người suy giảm tín hiệu khoảng 20–35 dB Tuy nhiên, ảnh hưởng độ ẩm / lượng mưa giảm dần giao tiếp THz tương đối nhỏ, độ ẩm / lượng mưa giảm dần 100 GHz tăng nhanh tần số tăng lên, tương đối phẳng 100 GHz Một vài tần số terahertz dải tần có độ suy giảm mưa tương đối nhỏ chọn làm dải tần tiêu biểu cho truyền thông terahertz tương lai, chẳng hạn dải tần xung quanh 140 GHz, 220 GHz 340 GHz (3) Ngoài ra, liên quan đến quy định phổ tần, ITU định phân bổ 0,12 THz 0,2 THz cho truyền thông không dây, quy tắc quản lý phổ tần 0,3 THz chưa rõ ràng Điều đòi hỏi nỗ lực chung cấp ITU họp WRC để tích cực thúc đẩy đồng thuận 7.1.2 Peak Rate Đối với hệ thống thông tin di động không dây, số mà người phải xem xét tốc độ đỉnh Đây số kỹ thuật quan trọng theo đuổi kể từ hệ hệ thống thông tin di động không dây G tiếp tục tăng tốc độ đỉnh, kỷ nguyên Terabit (Tb / s) Có hai ứng dụng cần tốc độ cao G tăng lên: 19 (1) Các ứng dụng thông minh (dữ liệu lớn) có mục đích chung địi hỏi lượng lớn yêu cầu truyền liệu Ứng dụng thơng minh dựa liệu lớn động lực quan trọng kích hoạt phát triển hệ thống thông tin di động hệ (2) AR / VR giao tiếp ba chiều trở thành ứng dụng hỗ trợ 6G tốc độ liệu yêu cầu vượt xa ứng dụng khác ứng dụng không dây 7.1.3 Hiệu lượng cao Các mạng thông tin di động lớn trở thành phần tiêu thụ lượng giới Chúng không tạo lượng lớn phát thải carbon, chúng phải chịu chi phí vận hành đáng kể Trong tương lai, mạng G có thơng lượng cực cao, băng thông cực rộng nút không dây phổ biến quy mô cực lớn, điều đặt thách thức lớn việc tiêu thụ lượng Với gia tăng hiệu suất phổ băng thơng phổ, thơng lượng cải thiện đáng kể, vấn đề hiệu lượng nghiêm trọng hơn, cần phải giảm mức tiêu thụ lượng bit (J / bit) Sự hiểu biết chung cảm biến mạng mang lại mức tiêu thụ lượng theo hai khía cạnh: thứ nhất, số lượng lớn cảm biến mang lại tổng mức tiêu thụ lượng cao; thứ hai, làm để cung cấp lượng cách thuận tiện hiệu cho việc triển khai phổ cập thách thức Ngoài ra, lượng tiêu thụ điện xử lý liệu lớn tiêu thụ điện xử lý ăng-ten quy mô cực lớn kịch "kết nối thông minh" thách thức tiêu thụ điện mà mạng G phải đối mặt tương lai Trước áp lực tiêu thụ lượng lớn mạng lưới G tương lai, việc truyền thông tiết kiệm lượng xanh có ý nghĩa đặc biệt quan trọng 7.2 Những thách thức phi kỹ thuật Sự phát triển G không gặp phải vấn đề cơng nghệ mà cịn phải khắc phục nhiều yếu tố phi kỹ thuật, chủ yếu vấn đề liên quan đến rào cản ngành, quy tắc phân bổ sử dụng phổ tần sách quy định So với G, G thâm nhập vào mặt sản xuất đời sống xã hội hội nhập chặt chẽ với ngành khác Điều có nghĩa truyền thơng di động khơng cịn giới hạn lĩnh vực riêng mà cần phải hợp tác chặt chẽ với ngành / lĩnh vực khác Tuy nhiên, hành vi lợi ích cố hữu số ngành 20 truyền thống trực tiếp gián tiếp tạo rào cản ngành gia nhập G [81] Truyền thông vệ tinh gặp nhiều hạn chế mặt sách quy định Đầu tiên, tài nguyên quỹ đạo quang phổ tài nguyên sử dụng liên lạc vệ tinh cần giải thông qua tham vấn quốc gia Thứ hai, so với truyền thông mặt đất truyền thống, truyền thông vệ tinh gặp nhiều thách thức việc chuyển vùng toàn cầu Hiện nay, số quốc gia lớn số đơn vị thương mại tích cực xây dựng hệ thống thông tin liên lạc qua vệ tinh Làm để điều phối mối quan hệ hệ thống thông tin vệ tinh triển khai độc lập với vấn đề phức tạp Thảo luận kết luận Nghiên cứu trình bày nhìn tổng quan có hệ thống G tập trung vào triển vọng phát triển, kỹ thuật cốt lõi, kịch áp dụng thách thức, điều đề xuất khuôn khổ mạng G Không giống mạng G, chủ yếu sử dụng để giao tiếp cá nhân Internet of Things, hệ mạng truyền thông Kỷ nguyên 6G quan tâm đến giao tiếp cá nhân, ngành nhiều đối tượng thông minh Hiệu suất truyền dẫn mạng khơng cịn hiệu suất mạng; liệu thông tin, AI, IoT công nghệ chuỗi khối trở thành thành phần quan trọng G thực nhu cầu cá nhân thời hạn phát triển bền vững CNTT-TT Mạng tiếp tục thâm nhập vào không gian phổ biến, hành động người nhận thức xã hội ảo Nó cung cấp cho chúng tơi sở hạ tầng mạng thông minh, sâu, ba chiều, phổ biến, liền mạch an toàn Với đổi chuyển đổi liên tục AI, mạng G đáp ứng yêu cầu cá nhân ngành thực tế 21 22 ... phát triển 6G quốc gia Mạng 6G hứa hẹn số hố kết nối tồn giới Những nước sẵn sàng đua nghiên cứu triển khai cơng nghệ mạng 6G gồm có:  Phần Lan: thực Đại học Oulu, thử nghiệm mạng 6G bắt đầu... mạng 6G  Nhật Bản: Chính phủ Nhật Bản sẵn sàng tỷ USD hỗ trợ cho doanh nghiệp nghiên cứu công nghệ mạng 6G Tập đoàn NTT Intel ký thỏa thuận hợp tác phát triển mạng 6G CHƯƠNG 2: HIỆU SUẤT MẠNG 6G. .. giải vấn đề yêu cầu phổ không cân nút khác mạng liên kết thu phát nút Do phân phối Poisson gói liệu dịch vụ, việc 12 gửi nhận tài nguyên mạng thực tế (thường đề cập đến việc sử dụng tài nguyên