2022. 09. 08. - 11:00
6G fejlesztés - Nyalábhajlító metaanyagok a középpontban
A szakemberek szerint a 6G sikere az újrakonfigurálható intelligens felületeken múlik – a fejlesztéssel kapcsolatos viták manapság arra irányulnak, mit tud majd nyújtani a gyakorlatban ez az új hálózat. A kutatás az úgynevezett nyalábhajlító metaanyagokra is kiterjed.
Egyre fontosabb kérdéssé válik a szakértők szerint, miként biztosíthatja a kommunikációs iparág, hogy a 6G nem csupán elméletben, hanem gyakorlatban is sokkal előnyösebb dolgokat nyújtson, mint a jelenlegi 5G – s ne csak egy felfújt, „túlhájpolt” dolog legyen, melynek kevés köze van a realitáshoz.
Cikkünk első részében már szó volt arról, hogy a 6G infrastruktúra egyik potenciálisan legéletképesebb megközelítése az újrakonfigurálható intelligens felületek (RIS) technológia alkalmazása.
Az újrakonfigurálható intelligens felületekről a közelmúltban nagyszabású tanulmány jelent meg az IEEE Spectrum, valamint a Proceedings of IEEE szaklapban, Újrakonfigurálható intelligens felületek vezeték nélküli kommunikációhoz: Hardvertervek, csatornamodellek és becslési technikák áttekintése címmel. Olvasd el: Így lépne kölcsönhatása a 6G a jelenlegi infrastruktúrával
6G fejlesztés - Nyalábhajlító metaanyagok a középpontban
Miről is van szó azonban részletesebben?
A kutatás az ún. nyalábhajlító metaanyagokra is kiterjed. Az anyagok olyan osztálya ez, melynek jellemzői meghaladhatják maguknak az alapanyagoknak a tulajdonságait.
Így ebben az esetben rendellenes visszaverődést vagy fénytörést mutathatnak, amely kihasználható a 6G penetráció növelésére.
Ahogyan az IEEE közleménye kifejti: az újrakonfigurálható intelligens felületek (RIS) sok ezer metaanyag elemből, úgynevezett egységcellákból állnak.
Mindegyik cella közönséges fémeket és elektromos szigetelőket vagy dielektrikumokat tartalmaz. Amikor egy elektromágneses hullám elér egy metaanyagot - avagy „metafelületet”, ahogyan gyakran nevezik -, megváltoztatja a beeső hullám irányát, így erősítve a csatornát és valós időben újrakonfigurálja a jelet, válaszul a vezeték nélküli csatorna változásaira. Ez lehetővé teszi a sugár átirányítását.
Mindannyian tapasztalhattuk már mobilhasználat során, hogy a vezeték nélküli csatorna hatékonysága az épületek és egyéb objektumok, valamint a járművek, dombok, fák, köd, eső és hó függvényében változik.
A 6G frekvenciákon - és a magasabb 5G frekvenciákon – igen kicsi a jel hullámhossza, könnyen visszaverődik, elnyelődik vagy szóródik. Ezért tekintik a RIS-elemeket a 6G számára létfontosságúnak - számos RIS-kutatás zajlik jelenleg a föld alatt.
A RIS még nem elég intelligens - de a mesterséges intelligencia-chipek növelhetik az IQ-ját.
Tudósok ezrei kísérleteznek vele az Egyesült Államokban, Európában és Ázsiában, hogy könnyen programozható és intelligens vezeték nélküli alkalmazásokat fejlesszenek ki. Olvasd el: Több százmilliárd csatlakoztatott eszköz lesz 2030-ra
A kutatócsapatok egy része házon belül dolgozik a berendezésgyártóknál, néhányan egyetemi laboratóriumokban, s még többen tevékenykednek nagy hálózatüzemeltetőknél. A kutatásban közismerten érintett cégek a BT, a China Mobile, a China Telecom, a Huawei, az Ericsson, a NEC, a Nokia, az NTT Docomo, az Orange, a Samsung és a ZTE.
Érdekes, hogy az IEEE jelentései és tanulmányai alapján a tudósok különösen Ázsiában koncentrálnak az épületen belüli vezeték nélküli lefedettség beltéri kiterjesztésére, azáltal, hogy átlátszó RIS fóliát rögzítenek az ablakokra, ami lehetővé teszi a 6G jelek
megtörését és erősítését, amikor áthaladnak a filmen és bejutnak egy épületbe.
Érdemes megjegyezni, hogy a RIS az újrakonfigurálható intelligens felületeket jelenti. A ma elérhető RIS csomópontok azonban nem elég okosak, mivel lényegében egy bázisállomásról hajtanak végre utasításokat.
Sokan dolgoznak az autonóm RIS csomópontok kifejlesztésén, amelyek maguk hozzák meg a döntéseiket és szükségtelenné teszik a bázisállomás általi vezérlést, így megszabadulnak a jelenlegi modell által megkívánt hatalmas jelzési és szinkronizálási költségektől, valamint a nagy mennyiségű, költséges energiafogyasztástól.
Innen ered az elképzelés, hogy nagyon alacsony fogyasztású mesterséges intelligencia chipet kellene integrálni egy RIS csomópontba.
Az IEEE-jelentés egyébként világossá teszi, hogy míg az 5G lényegében a 4G fizikai réteg technológiájának természetes fejlődése, a 6G egy forradalmian új, mindent magába foglaló, minden tekintetben internetes megközelítés, amelyben számos alkalmazás valóban magával ragadó lesz, beleértve a virtuális valóság technológiát, sőt mobil holográfiát.
Az ilyen alkalmazásokhoz 1 Gbit/s-os felhasználói élmény adatátviteli sebességre és 10 Gbit/s-os csúcs adatátviteli sebességre lesz szükség, ami 10-szer, illetve 50-szer nagyobb, mint az 5G-é.
Ezenkívül lényegesen magasabb frekvenciaspektrumot és sokkal nagyobb energiahatékonyságot igényelnek.
L.A.
