На пути к беспроводным сетям связи 6G: видение, обеспечивающие технологии и новые парадигмальные сдвиги

Беспроводные сети связи пятого поколения (5G) развертываются по всему миру с 2020 года, а дополнительные возможности, такие как массовое подключение, сверхнадежность и гарантированно малая задержка, находятся в процессе стандартизации. Однако 5G не сможет удовлетворить все будущие требования в 2030 году и последующие годы, поэтому ожидается, что беспроводные сети связи шестого поколения (6G) обеспечат глобальное покрытие, повышенную спектральную, энергетическую и стоимостную эффективность, а также более высокий уровень интеллектуальности и безопасности. Для удовлетворения этих требований сети 6G будут опираться на новые обеспечивающие технологии, включая технологии радиоинтерфейса и передачи данных, а также новые сетевые архитектуры, такие как проектирование форм сигналов, множественный доступ, схемы канального кодирования, многoантенные технологии, сетевое срезание, безсотовые архитектуры и облачные, туманные и периферийные вычисления. Согласно нашему видению, развитие 6G будет сопровождаться четырьмя новыми парадигмальными сдвигами. Во-первых, для обеспечения глобального покрытия сети 6G не будут ограничиваться наземными сетями связи; их потребуется дополнить неназемными сетями, такими как спутниковые сети и сети связи беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), что позволит создать интегрированную космическо-воздушно-наземно-морскую сеть связи. Во-вторых, для дальнейшего повышения скоростей передачи данных и плотности подключений будут полностью освоены все спектральные ресурсы, включая диапазоны ниже 6 ГГц, миллиметровых волн (mmWave), терагерцевый (THz) и оптический. В-третьих, в связи с большими наборами данных, порождаемыми чрезвычайно гетерогенными сетями, разнообразными сценариями связи, большим количеством антенн, широкими полосами пропускания и новыми требованиями к услугам, сети 6G с помощью технологий искусственного интеллекта (AI) и больших данных обеспечат новый спектр интеллектуальных приложений. В-четвертых, при разработке сетей 6G необходимо будет усилить сетевую безопасность. В статье представлен всесторонний обзор последних достижений и будущих тенденций по этим четырем направлениям. Очевидно, что 6G, предъявляющий дополнительные технические требования, выходящие за рамки tho...