התעלמות מהפוטנציאל של טרהארנץ Frequencies ב 6g Networks

המונחים: Terahertz Frequencies

הספקטרום האלקטרומגנטי הוא עצום, ובמשך עשרות שנים, תקשורת אלחוטית פעלה בעיקר מתחת ל-100 GHz.כפי שאנו דוחפים לעבר 6G, משמרות תשומת הלב ללהקת terahertz (THz), בערך על פני 010 THz ל-10 THz. אזור זה יושב בין מיקרוגל ואור אינפרא אדום, המציע מקום מתוק לשידור אולטרה-ברואדנץ נקראים לעתים קרובות submillimeter כי טווח הגלים שלהם מ 0.002 ל טמפרטורות רוחב פס קטן.

כדי לשים את זה בפרספקטיבה, 4G LTE מתת מתחת 2.5 GHz, בעוד 5G mmWave פועל סביב 24-40 GHz, עם כמה להקות ניסיוני עד 70 GHz. Terahertz מתחיל בערך שלוש הזמנות של גודל גבוה יותר. רוחב רוחב הפס הזמין באזור TG הוא עצום - ערוצים בודדים יכולים להיות עשרות GHz רחב - המאפשר יישומים שהיו בעבר מדע בדיוני, עם זאת, הפיזיקה של גל גל של גל הפחתת אותות אלה הוא חזק ירידה קיצונית - 6 אובייקטים חזק.

ההבטחה של 6G Networks

6G הוא חזה כשינוי פרדיגמטי מעבר ליעדים השאפתניים של 5G. בעוד 5G הביא רוחב פס גבוה וכבדות נמוכה, 6G שואפת לשיפור סדר-ההכרה: שיעור הנתונים שיא העולה על 1 Tbps, עצלות מתחת 0.1 מ"ר, וקישוריות אולטרה-reliable עבור טריליון מכשירים. Terahertz הם אבן הפינה של החזון הזה, המאפשרת את הקיבולת קיצונית דרך חוויות מהירות גבוהה באמת עבור מכונות קשקשים וחוויות גבוהות מאוד צריך באמת.

שיעור נתונים גבוה עבור יישומים Immersive

עם קישורים terahertz, הורדת סרט 4K יכול לקחת פחות משני.חשוב יותר, הודעות הולוגרפיות בזמן אמת, זרימת וידאו נפח, מציאות מורחבת בלתי מזורזת (XR) להיות אפשרי.יישומים אלה דורשים רוחב פס מסיבי - זרם הולוגרפי אחד עשוי לדרוש עשרות של Gbps.

בקרת שקיפות נמוכה ומציאות

שקיפות ב-6G צפויה להיות כמעט בלתי נמנעת.התמשך הסמל הקצר האפשרי בתדרים THz לאפשר עיבוד מהיר מאוד וסנכרון.זה קריטי עבור יישומים כמו ניתוח רובוטי מרוחק, תיאום רכב אוטונומי ואוטומציה תעשייתית שבו עיכובים מטבוליים יכולים להיות קטסטרופליים. בשילוב עם מחשוב קצה ומדורג מתקדם, קישורים T יכולים לספק קישוריות ⁇ , jitter-free.

קישוריות למכשירים מרובים ו Sensing

רשתות 6G לא רק יתחברו אנשים, אלא גם מגוון עצום של חיישנים ופועלים. גלי טרהארצ'רץ מתאימים באופן טבעי ל- רזולוציה גבוהה של חישה ודמיית עקב אורכי הגל הקצרים שלהם.זה מאפשר תקשורת משולבת וחישה - מושג הנקרא "תקשורת משותפת" ו"Sensing" (JCAS) תחנת בסיס יחיד של THz יכול במקביל לספק נתונים מהירים ולכידת פתורים סביבתיים, אשר יאפשרו מרכזי תקשורת חכמים, כלומר:

אתגרים טכניים על הדרך לטרחרץ 6G

למרות הבטחתו, פריסת תדרי טרנץ מתמודדת עם מכשולים בלתי אפשריים.חוקרים מטפלים באופן פעיל בכל אחד, אבל הדרך לפריסה מסחרית היא תלולה.

« « אזהרות ואווירה

גלי טרצה נספגים מאוד על ידי מים אטמוספריים, חמצן ומולקולות אחרות. at 0.1 THz, אטמורציה היא בערך 0.1B / ק"מ; בשעה 1 THz היא עולה ל 10-20 dB / ק"מ, ובדרים גבוהים יותר היא הופכת לאוסרת גשם, ערפל, ואפילו לחות לגרום להפסדים נוספים.

עיצוב Transceiver ו- Antenna

בניית טרמפיסטים יעילים לתדרות טרההרץ היא אתגר חומרה גדול.מאבק CMOS מבוסס אלקטרוניקה מסורתי לייצר מספיק כוח בתדרים אלה הרץ.פרומינג חלופות כוללות 3-V Semiconductors (כמו InP וגאגאס), סיליקון-ג'ריום (SiGe) BiCMOS, וטכנולוגיות מתפתחות כגון גרף ו- pmonic מכשירים גם צריכים להיות זעירים וכיוון הכרחי לשילוב של חלקיקים:

עיבוד אותות ו רעש

בתדרים THz, דמות הרעש של המקלט גבוהה יותר בשל רעש תרמי ואת הקושי להשיג הגדלת רעש נמוך-אין זה גבולות הרגישות וטווח דינמי. תוכניות מודולציה מתקדמות, כגון אוטוקונאל תדירות-דיוויזיציה תדירות (OFDM) עם אלגוריתמים מתקדמים, נדרשים כדי למקסם את יעילות העבודה, אבל הם דורשים ביצועים מדויקים מאוד של שלב מדויק של TU הארציים יותר כדי להיות חוקרים מהירים של ניהול ID0IFIFD.

מחקר מתמשך ופרק דרך

מחקר לתקשורת terahertz מואץ ברחבי העולם. בארצות הברית, תוכנית DARPA T-MUSIC שואפת לפתח transceiversible, יעילה THz THz. באירופה, פרויקט הדגל 6G HEXA-X-II חוקר את T-MUSIC כזרז מפתח של גלאי THz ויפן יש בדיקות נרחבות עבור להקות תת-THZ (למשל, 100 GHz עבור הדור הראשון של TCM2 של פיתוח מהיר) של 1B2, בין 3.

המטריאליזם והמטמפרסטס מחזיקים גם בהבטחה גדולה.המבנים המלאכותיים הללו יכולים לתפעל גלי טרההרץ בדרכים שאינן אפשריות עם חומרים טבעיים.לדוגמה, metasurfaces הניתנים להגדרה מחדש יכולים לפעול כממסרים פסיביים, מה שהופך את השדים למכשולים לעקוף. חוקרים ב-FLT:0MITFLT:1 הוכיחו מטבוליטים חד-ממים, המסוגלים לרכזים ב-THz, ולפתח שבבים, וקודמים, הם רק ב-T.

תהליך התקינה של 6G הוא מתקדם.ה- 3GPP החל ללמוד פריטים ל- 19 בפברואר עם מפרטים מלאים הצפויים בסביבות 2030. .ITU's IMT-203030 מתווה תרחישים של שימוש כמו תקשורת immersive, תקשורת מסיבית, ו- Hyper-reliable תקשורת דלת-latency תקשורת - אשר כל אלה יכולים למנף להקות THz.

מסקנות ו-Outlook

תדרי טרהארץ מייצגים את הגבול הגדול הבא לתקשורת אלחוטית.בעוד אתגרים בהפצת, חומרה ועיבוד אותות הם משמעותיים, התגמולים הפוטנציאליים הם טרנספורמטיביים. 6G רשתות המופעלות על ידי teratz יאפשרו יישומים שטשטשים את הקו בין מציאות פיזית ודיגיטלית, החל מטלנטיות הולוגרפית לתאומים דיגיטליים בזמן אמת, כפי שהתקדמות המחקר ממשיכה, אנו יכולים לצפות לראות הפגנות מוקדמות וטיפוס מסחרי בתוך חמש השנים הבאות, אך מבטיחות, אך הן קשות, אך הן ממהירות המהירויות של תחום הטלפורסמוכותרות, אך הן מורכבות, אך הן מתחום המהירויות של חמש שניות, אך הן מבטיחות, אך הן מתחום הטלפורסמוכותר.

עבור מתכננים רשת ומהנדסים, עכשיו זה הזמן להתחיל לשקול כיצד טכנולוגיית טרההרץ ישפיע על תשתיות. דינס פריסות, מערכות אנטנה מתקדמות, ושילוב עם סיבים אופטיים בחזרה יהיה חיוני. גופם של רגלטורי יצטרך להקצות מבחינה הרמונית, איזון הצרכים של שירותים פסיביים ופעילים.ה העתיד של 6G הוא נכתב בלהקת thertz, והוא עתיד של יכולת יוצאת דופן.