6G-REFERENCE: Инновации для связи и сенсоров нового поколения

Проект 6G-REFERENCE нацелен на развитие европейских лидерских позиций в области микроэлектронных решений для инфраструктуры связи и сенсоров 6G. Основная задача – разработка аппаратных компонентов для плотных бесшовных (cell-free) развертываний.

Инициатива 6G-REFERENCE фокусируется на аппаратных инновациях для радиомодулей, которые обеспечат работу 6G-систем с высокой плотностью распределения. Эти системы должны объединять функции связи и сенсорики, от химического и физического зондирования до локализации и позиционирования.

Для гибкого развертывания, доступ к оптическому волокну может быть ограничен. В таких условиях ключевым вызовом становится синхронизация по частоте и времени по воздуху. Ставится цель не только увеличить пропускную способность, но и обеспечить распределенные сенсорные возможности для полноценного «Интернета чувств», где машины и роботы смогут воспринимать окружающую среду с помощью физических и химических датчиков, а также интегрировать радарные возможности, используя одно и то же оборудование.

Реализация всего этого функционала в практическом оборудовании с низкой сложностью, стоимостью и энергопотреблением является основной задачей. Предполагается, что одни и те же аппаратные решения будут использоваться как для связи, так и для сенсорики, что способствует устойчивому дизайну радиосистем. Консорциум 6G-REFERENCE считает, что это возможно благодаря использованию спектра в сантиметровом диапазоне (10-15 ГГц).

Проект ставит перед собой пять ключевых целей:

• Инновации в трансиверном оборудовании сантиметрового диапазона для решения задач пропускной способности и планирования в распределенных MIMO-системах.
• Новые решения для точной синхронизации по воздуху частоты, фазы и времени, что поддержит не только высокоскоростную передачу данных, но и точную локализацию, позиционирование и сенсорику.
• Новые ВЧ- и антенные компоненты с расширенными пространственными и частотными возможностями при снижении сложности, стоимости и энергопотребления.
• Аппаратные интегральные схемы с низкой сложностью, стоимостью и энергопотреблением. Устойчивый радиодизайн за счет использования одних и тех же чипов для связи и сенсорики (от физических и химических датчиков до радара).
• Сосуществование с существующими службами в диапазоне 10-15 ГГц, который выбран как перспективный, предлагающий баланс между преимуществами и недостатками решений ниже 6 ГГц и в миллиметровом диапазоне. Особенностью 6G-REFERENCE является фокус на диапазоне частот 3 (FR3), вызывающем значительный промышленный интерес.

В городских условиях 6G потребует устойчивых решений для растущего трафика и плотности населения, одновременно предлагая прорывные возможности, такие как материализация Интернета вещей. 6G-REFERENCE предлагает сверхплотные бесшовные развертывания для совместной когерентной связи и сенсорики в сантиметровом диапазоне, сочетая преимущества диапазонов ниже 6 ГГц (меньшие потери) и миллиметрового диапазона (широкая полоса).

Эти системы сталкиваются с пятью основными вызовами: точная синхронизация между распределенными радиомодулями, распределение данных фронтхолла, интеграция сенсорных возможностей, радио с низкой сложностью/стоимостью/потреблением, а также сосуществование с другими службами. 6G-REFERENCE разработает интегрированные схемы и антенные компоненты для решения всех этих задач.

Будут исследованы схемы синхронизации частоты/времени с новыми архитектурами для более быстрой синхронизации. Изучаются эффективные решения для распределения данных фронтхолла между каскадными радиомодулями, а также интегрированная моностатическая радарная сенсорика. В области сенсорики будут интегрированы датчики окружающей среды в антенные системы, использована существующая инфраструктура синхронизации для точной локализации и разработаны новые антенные решетки.

Динамическая фильтрация IF и антенн обеспечит эффективные схемы совместного использования спектра. Конечная цель 6G-REFERENCE — разработка аппаратных решений, которые могут стать референсным дизайном для будущих распределенных радиосистем 6G.

Проект 6G-REFERENCE внесет вклад в европейское лидерство в области микроэлектроники для инфраструктуры связи и сенсорики, разрабатывая аппаратные решения для плотных бесшовных развертываний. Это обеспечит не только когерентную передачу данных, но и высокоточную локализацию и сенсорику, связывая физический, химический, цифровой и человеческий миры.

Экологический переход в 6G-REFERENCE будет опираться на плотное развертывание энергоэффективных распределенных узлов, способных одновременно обеспечивать улучшенные многопользовательские схемы формирования луча для передачи данных и точную сенсорику. Это повысит доступность услуг в густонаселенных районах.

Проект также напрямую внесет вклад в Цель устойчивого развития 13 (Борьба с изменением климата), разрабатывая химические датчики окружающей среды для создания виртуальных карт качества окружающей среды, в том числе для безопасного хранения водородной энергии.

Конечная цель 6G-REFERENCE — обеспечение коммерческой жизнеспособности разработанных аппаратных решений путем их соответствия текущим стандартам и обеспечение того, чтобы стандартизация основывалась на достоверном понимании возможностей и ограничений этих решений.

В консорциум входят ведущие европейские научные и технологические центры, включая CTTC, Ericsson AB, Universiteit Twente, CEA, Anteral SL, MTU Australo Alpha Lab, IMEC, ETHZ, ACP и University of Birmingham.