Central de ajuda para testes 6G

O 3GPP define o sensoriamento e a comunicação integrados (ISAC) por meio de um conjunto coordenado de relatórios técnicos (TRs) em diferentes grupos de trabalho que abordam requisitos de serviço, aspectos de rádio e modelagem de canal. Os TRs a seguir definem coletivamente os requisitos do ISAC e o trabalho de padronização em andamento:

Relatórios de requisitos de serviços básicos (SA1)

• 3GPP TR 22.837 - Feasibility study on ISAC under Release 19: Este é o relatório fundamental desenvolvido pelo 3GPP SA1. Ele define casos de uso do ISAC, como detecção de objetos, monitoramento de movimento e detecção ambiental, e estabelece requisitos de nível de serviço para sistemas 5G-Advanced e pré-6G.  
• 3GPP TS 22.137 - Requisitos de serviço para sistemas 5G na versão 19: Essa especificação técnica complementa a TR 22.837, traduzindo as descobertas de viabilidade em requisitos de serviço normativos. Ela define os principais indicadores de desempenho (KPIs), como precisão de detecção, latência de detecção e resolução espacial.

Relatórios de modelagem de rádio e canal (RAN1/RAN2)

• 3GPP TR 38.857 - Estudo sobre aprimoramentos do modelo de canal para ISAC: Desenvolvido no âmbito do RAN1, este relatório amplia os modelos de canal estocástico do TR 38.901 para suportar os modos ISAC (BS monostático, BS-UE bistático, UE-UE bistático, etc.) para as frequências de 0,5 a 52,6 GHz, extensível a 100 GHz.

Referências:
Sensoriamento e comunicações integrados (ISAC); casos de uso e cenários de implantação

Modelagem de canal ISAC - Perspectivas do ETSI

O teste da qualidade de experiência (QoE) 6G NTN envolve a combinação de emulação de sinal, emulação de rede e modelagem de canal para validar como os links de satélite e terrestres influenciam o desempenho do usuário final. A Keysight oferece uma abordagem integrada para atingir esse objetivo por meio de suas soluções de teste NTN e 5G NR / 6G. Aqui está uma visão geral de um fluxo de trabalho de teste usando as ferramentas da Keysight: 

• Geração de sinais: Crie formas de onda candidatas a NR-NTN ou 6G usando o MXG ou o VSG para sinais de referência de uplink / downlink. 
• Emulação de canal: Aplique atraso, Doppler, dinâmica de órbita e interferência por meio do PROPSIM ou de modelos de emulação FR3 pré-padronizados.
• Integração de rede: Use o UeSIM ou o UXM como emuladores de RAN para simular os fluxos do plano do usuário e do plano de controle.
• Medição de QoE: Registre métricas no nível do aplicativo - taxa de transferência, latência, jitter e MOS - vinculadas ao movimento do satélite ou às deficiências do canal.
• Otimização de feedback de IA: Empregue o Keysight PathWave Analytics para ajuste automatizado de parâmetros de link e serviço para maximizar a QoE.

Explore as soluções de simulação e emulação 6G.

A integração de redes não terrestres (NTNs) com redes terrestres apresenta desafios exclusivos, como grandes atrasos de propagação, mudanças de Doppler devido ao movimento dos satélites, disponibilidade intermitente de links, interferência mútua NTN-TN e deficiências atmosféricas que diferem substancialmente dos sistemas terrestres. Garantir handovers contínuos, alocação de recursos entre camadas e interoperabilidade em diversas plataformas (LEO, GEO, HAPS, UAVs) aumenta a complexidade.

A ferramenta de modelagem SystemVue RF Digital Twin da Keysight ajuda a superar essas barreiras, fornecendo modelagem e simulação de alta fidelidade em nível de link de sistemas NTN de ponta a ponta, incluindo cargas úteis de satélite, gateways e equipamentos de usuário em condições de propagação realistas. Ele incorpora as principais deficiências, como ruído de fase, não linearidade de RF e desequilíbrio de I/Q, além de oferecer suporte à modelagem de antenas de matriz em fases, visualização de trajetória em 3D e análise de PA não linear com DPD. Isso permite que os engenheiros prevejam com precisão o desempenho, validem as estratégias de gerenciamento de feixe e avaliem a robustez do link antes da implantação do hardware, acelerando o projeto confiável do sistema NTN-6G e garantindo a escalabilidade para a conectividade global.

Saiba mais sobre a solução de design de sistemas 5G / 6G da Keysight.

Aqui estão alguns casos de uso em que a IA pode ser usada no desenvolvimento da NTN RAN:

Previsão e modelagem de canais: Os canais NTN são altamente dinâmicos devido ao movimento do satélite, ao Doppler e aos longos atrasos de propagação. A IA/ML (por exemplo, aprendizagem profunda, RNNs, transformadores) pode aprender a dinâmica do canal e prever as informações de estado do canal (CSI), melhorando a confiabilidade do link e reduzindo a sobrecarga. 

Otimização de formação de feixe e handover: A IA pode otimizar a direção adaptativa do feixe para satélites LEO ou HAPS, minimizando a interrupção quando os usuários se deslocam entre os feixes. Os algoritmos de ML preveem padrões de mobilidade e automatizam handovers contínuos entre satélites ou entre células terrestres e não terrestres. 

Gerenciamento de recursos e espectro: A RAN NTN deve lidar com o espectro fragmentado e o compartilhamento de espectro entre várias RATs. A IA pode ser usada para alocar dinamicamente recursos nas bandas FR1/FR2/FR3 + NTN, garantindo a equidade e a QoS sob demanda flutuante. 

Eficiência energética e de energia: Os satélites e os UAVs têm orçamentos de energia limitados. A IA pode otimizar o controle de energia, a programação e o balanceamento de carga para maximizar a vida útil e a eficiência. 

Segurança e detecção de anomalias: Os links NTN são mais vulneráveis a interferência/falsificação. A detecção de anomalias orientada por IA pode identificar padrões de sinais incomuns ou ataques ciberfísicos em tempo real. 

Sensoriamento e comunicação integrados (ISAC): A IA ajuda os nós da NTN a usar a mesma forma de onda para comunicação e detecção, permitindo o rastreamento de usuários, objetos ou ameaças enquanto mantém a conectividade.

Prevê-se que a IA seja integrada a vários componentes da rede sem fio 6G, como a camada física de transmissores e receptores 6G. Isso permitirá que os dispositivos tomem decisões de forma independente, gerenciem recursos com eficiência e se ajustem às condições dinâmicas sem depender totalmente de sistemas centralizados. Por esse motivo, testar componentes sem fio que integram a tecnologia de IA é fundamentalmente diferente de testar componentes tradicionais.

As estratégias de teste convencionais que validam o desempenho de um dispositivo sem fio em relação a um conjunto de especificações não serão suficientes. Os dispositivos habilitados para IA são criados para se ajustarem a situações imprevisíveis do mundo real e funcionarem em ambientes dinâmicos com forças de sinal flutuantes, níveis de interferência e densidades de usuários. Consequentemente, os algoritmos de IA precisam ser treinados para otimizar o desempenho em uma ampla gama de condições para garantir a confiabilidade. Os testes devem incluir cenários que diferem significativamente do conjunto de treinamento para avaliar o desempenho em ambientes reais variáveis e imprevisíveis.

Saiba mais sobre a integração de IA e 6G

A modelagem de canais permite projetar e testar seus modelos matemáticos 6G e avaliar o desempenho de transmissores e receptores no sistema de comunicações. No teste da faixa de frequência três (FR3) 6G, você precisa de emulação multicanal coerente com a fase e o tempo usando modelos de canais semideterminísticos e determinísticos. As principais métricas de desempenho para modelagem de canal 6G FR3 incluem:

• Estimativa do peso do feixe e métricas de apontamento
• Forma e ganho do feixe
• Níveis de lóbulo lateral

Uma solução robusta de emulação de canal permite que você crie diversos ambientes de propagação e emule deficiências de hardware, como ruído de fase e interferência.

Faça o download da nota de aplicação de emulação de canal 6G FR3

O uso de um espectro mais alto para 6G envolve a superação dos desafios de propagação de radiofrequência nessas bandas. Além disso, a pilha de protocolos 5G precisará de modificações para suportar as larguras de banda maiores e as frequências portadoras mais altas necessárias para os aplicativos 6G, que não foram testados ou implantados no mundo real. No entanto, é possível projetar e validar uma rede 6G inicial emulando equipamentos de usuário (UE) do mundo real.

Leia mais sobre os testes de rede pré-6G

Há três abordagens fundamentais para obter alta taxa de transferência de dados para 6G. A primeira envolve o uso de esquemas de modulação de ordem superior para aumentar o número de bits transmitidos para cada símbolo. A segunda abordagem usa mais largura de banda do espectro e aumenta a taxa de transferência de dados usando uma taxa de símbolo mais alta. Uma terceira abordagem transmite fluxos de dados múltiplos e independentes usando técnicas de antenas múltiplas, como MIMO (multiple-input / multiple-output). O MIMO explora a complexidade do canal de rádio e transmite e recebe simultaneamente vários fluxos de dados independentes para gerar uma taxa de transferência de dados mais alta.

Aprofunde-se no teste da taxa de transferência de dados 6G

A caracterização de sinais de banda larga sub-THz para 6G envolve o uso de uma combinação de equipamentos e software de alto desempenho. Você precisa de um gerador de forma de onda arbitrária (AWG) de velocidade ultra-alta, um conversor de frequência e um gerador de sinal que atue como oscilador local. Essa configuração de teste ajuda a gerar, medir e caracterizar as formas de onda candidatas à banda H.

Analise o caso de uso de caracterização de sinal 6G

Um banco de testes típico de 6G deve suportar uma infinidade de bandas de frequência, larguras de banda e tipos de formas de onda para atender a várias necessidades de pesquisa. Os engenheiros precisam usar um gerador de forma de onda arbitrária (AWG) que possa gerar sinais de frequência intermediária (IF) modulados em banda larga e largura de banda extrema.

Os conversores ascendentes compactos de banda D (110 a 170 GHz) ou banda G (140 a 220 GHz) podem então converter o IF de banda larga para a banda de frequência subterahertz desejada. O teste do receptor requer a conversão descendente do sinal para uma FI. Você precisará de downconverters para realizar essa tarefa. Você também precisará de um osciloscópio ou de um digitalizador de streaming AXIe multicanal da Keysight para digitalizar o sinal.

Explore o banco de testes 6G sub-THz

A Keysight, em colaboração com 16 parceiros, lançou o 6G-SANDBOX em janeiro de 2023 para criar um banco de testes pan-europeu para experimentação de 6G. O projeto combina nós digitais e físicos para fornecer redes de ponta a ponta totalmente configuráveis, gerenciáveis e controláveis para validar novas tecnologias e avanços de pesquisa para 6G. O 6G-SANDBOX permite que entidades em toda a União Europeia (UE) testem capacitadores 6G promissores, incluindo automação de rede, segurança cibernética, gêmeos digitais e inteligência artificial (IA), bem como tecnologias que otimizam o consumo de energia. O grupo se expandiu para incluir entidades de pesquisa na Ásia.

Mais informações sobre o 6G-SANDBOX