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Questions de test 6G en vogue
Le 3GPP définit la détection et la communication intégrées (ISAC) par le biais d'un ensemble coordonné de rapports techniques (TR) dans différents groupes de travail qui traitent des exigences de service, des aspects radio et de la modélisation des canaux. Les TR suivants définissent collectivement les exigences ISAC et les travaux de normalisation en cours :
Rapports sur les besoins en services de base (SA1)
- 3GPP TR 22.837 – Étude de faisabilité sur l'ISAC dans le cadre de la version 19 : il s'agit du rapport de référence élaboré par le groupe de travail 3GPP SA1. Il définit des cas d'utilisation de l'ISAC, tels que la détection d'objets, la surveillance des mouvements et la détection environnementale, et énonce les exigences au niveau des services pour les systèmesAdvanced pré-6G.
- 3GPP TS 22.137 - Service requirements for 5G systems under Release 19 : Cette spécification technique complète TR 22.837 en traduisant les résultats de faisabilité en exigences de service normatives. Elle définit des indicateurs clés de performance (KPI) tels que la précision de détection, la latence de détection et la résolution spatiale.
Rapports sur la modélisation de la radio et du canal (RAN1/RAN2)
- 3GPP TR 38.857 - Study on channel model enhancements for ISAC : Développé sous RAN1, ce rapport étend les modèles de canaux stochastiques de TR 38.901 pour supporter les modes ISAC (BS monostatique, BS-UE bistatique, UE-UE bistatique, etc.) pour les fréquences 0.5-52.6 GHz, extensible à 100 GHz.
Le test de la qualité d'expérience (QoE) 6G NTN implique de combiner l'émulation du signal, l'émulation du réseau et la modélisation du canal pour valider la façon dont les liaisons satellites et terrestres influencent la performance de l'utilisateur final. Keysight propose une approche intégrée pour y parvenir grâce à ses solutions de test NTN et 5G NR / 6G. Voici un aperçu d'un flux de travail de test utilisant les outils Keysight :
- Génération de signaux : Créer des formes d'onde candidates NR-NTN ou 6G en utilisant le MXG ou le VSG pour les signaux de référence en liaison montante et descendante.
- Émulation de canaux : Appliquer le retard, l'effet Doppler, la dynamique de l'orbite et l'interférence par le biais de PROPSIM ou de modèles d'émulation FR3 avant normalisation.
- Intégration du réseau : Utiliser UeSIM ou UXM comme émulateurs RAN pour simuler les flux du plan utilisateur et du plan de contrôle.
- Mesure de la qualité de l'expérience : Enregistrez les mesures au niveau de l'application - débit, latence, gigue et MOS - liées au mouvement du satellite ou aux dégradations du canal.
- Optimisation du retour d'information de l'IA : Utilisez Keysight PathWave Analytics pour le réglage automatisé des paramètres de liaison et de service afin de maximiser la qualité de l'expérience.
L'intégration des réseaux non terrestres (RNT) dans les réseaux terrestres pose des problèmes particuliers, tels que les retards de propagation importants, les décalages Doppler dus au mouvement des satellites, la disponibilité intermittente des liaisons, les interférences mutuelles RNT-RT et les dégradations atmosphériques, qui diffèrent considérablement des systèmes terrestres. La garantie de transferts transparents, l'allocation de ressources entre les couches et l'interopérabilité entre diverses plateformes (LEO, GEO, HAPS, UAV) ajoutent à la complexité.
L'outil de modélisation SystemVue RF Digital Twin de Keysight aide à surmonter ces obstacles en fournissant une modélisation et une simulation haute fidélité au niveau des liaisons des systèmes NTN de bout en bout, y compris les charges utiles des satellites, les passerelles et l'équipement utilisateur dans des conditions de propagation réalistes. Il intègre des dégradations clés telles que le bruit de phase, la non-linéarité RF et le déséquilibre I/Q, tout en prenant en charge la modélisation d'antennes à réseau phasé, la visualisation de trajectoires en 3D et l'analyse non linéaire de l'amplificateur de puissance avec DPD. Les ingénieurs peuvent ainsi prédire avec précision les performances, valider les stratégies de gestion des faisceaux et évaluer la robustesse des liaisons avant le déploiement du matériel, ce qui accélère la conception de systèmes NTN-6G fiables et garantit l'évolutivité de la connectivité mondiale.
En savoir plus sur la solution de conception de systèmes 5G / 6G de Keysight.
Voici quelques cas d'utilisation où l'IA peut être utilisée dans le développement du NTN RAN :
Prévision et modélisation des canaux : Les canaux NTN sont très dynamiques en raison du mouvement des satellites, de l'effet Doppler et des longs délais de propagation. L'IA/ML (par exemple, l'apprentissage profond, les RNN, les transformateurs) peut apprendre la dynamique du canal et prédire les informations sur l'état du canal (CSI), améliorant ainsi la fiabilité de la liaison et réduisant les frais généraux.
Optimisation de la formation des faisceaux et du transfert : L'IA peut optimiser l'orientation adaptative des faisceaux pour les satellites LEO ou HAPS, en réduisant au minimum les interruptions lorsque les utilisateurs se déplacent d'un faisceau à l'autre. Les algorithmes ML prédisent les schémas de mobilité et automatisent les transferts transparents entre les satellites ou entre les cellules terrestres et non terrestres.
Gestion des ressources et du spectre: Le réseau RAN NTN doit gérer la fragmentation du spectre et le partage du spectre entre plusieurs RAT. L'IA peut être utilisée pour allouer dynamiquement des ressources dans les bandes FR1/FR2/FR3 + NTN, en garantissant l'équité et la qualité de service en cas de fluctuation de la demande.
Efficacité énergétique et puissance : Les satellites et les drones ont des budgets d'énergie limités. L'IA peut optimiser le contrôle de l'énergie, la programmation et l'équilibrage des charges pour maximiser la durée de vie et l'efficacité.
Sécurité et détection des anomalies : Les liaisons NTN sont plus vulnérables au brouillage et à l'usurpation d'identité. La détection d'anomalies pilotée par l'IA permet d'identifier en temps réel des modèles de signaux inhabituels ou des attaques cyber-physiques.
Détection et communication intégrées (ISAC) : L'IA aide les nœuds NTN à utiliser la même forme d'onde pour la communication et la détection, ce qui permet de suivre les utilisateurs, les objets ou les menaces tout en maintenant la connectivité.
L'IA devrait être intégrée dans divers composants du réseau sans fil 6G, tels que la couche physique des émetteurs et des récepteurs 6G. Cela permettra aux appareils de prendre des décisions de manière indépendante, de gérer efficacement les ressources et de s'adapter aux conditions dynamiques sans dépendre entièrement de systèmes centralisés. C'est pourquoi le test des composants sans fil qui intègrent la technologie de l'IA est fondamentalement différent du test des composants traditionnels.
Les stratégies d'essai conventionnelles qui valident les performances d'un dispositif sans fil par rapport à un ensemble de spécifications ne seront pas suffisantes. Les appareils dotés d'IA sont conçus pour s'adapter à des situations imprévisibles dans le monde réel et fonctionnent dans des environnements dynamiques où la puissance des signaux, les niveaux d'interférence et la densité des utilisateurs fluctuent. Par conséquent, les algorithmes d'IA doivent être formés pour optimiser les performances dans un large éventail de conditions afin de garantir la fiabilité. Les tests doivent inclure des scénarios qui diffèrent sensiblement de l'ensemble de formation afin d'évaluer les performances dans des environnements réels changeants et imprévisibles.
La modélisation des canaux vous permet de concevoir et de tester vos modèles mathématiques 6G et d'évaluer les performances des émetteurs et des récepteurs dans le système de communication. Dans les tests de la gamme de fréquences 3 (FR3) de la 6G, vous avez besoin d'une émulation multicanal cohérente en phase et dans le temps à l'aide de modèles de canaux semi-déterministes et déterministes. Les principales mesures de performance pour la modélisation du canal FR3 de la 6G sont les suivantes :
- Estimation du poids du faisceau et mesures de pointage
- Forme du faisceau et gain
- Niveaux des lobes secondaires
Une solution robuste d'émulation de canal vous permet de créer divers environnements de propagation et d'émuler les dégradations matérielles telles que le bruit de phase et les interférences.
Télécharger la note d'application sur l'émulation du canal FR3 6G
L'utilisation d'un spectre plus large pour la 6G implique de surmonter les problèmes de propagation des radiofréquences dans ces bandes. En outre, la pile de protocoles 5G devra être modifiée pour prendre en charge les largeurs de bande plus importantes et les fréquences porteuses plus élevées nécessaires aux applications 6G, qui n'ont pas été testées ou déployées dans le monde réel. Toutefois, il est possible de concevoir et de valider un réseau 6G précoce en émulant un équipement utilisateur (UE) réel.
Il existe trois approches fondamentales pour atteindre un débit de données élevé pour la 6G. La première consiste à utiliser des schémas de modulation d'ordre supérieur pour augmenter le nombre de bits transmis pour chaque symbole. La deuxième approche utilise une plus grande largeur de bande du spectre et augmente le débit de données en utilisant un taux de symbole plus élevé. Une troisième approche transmet des flux de données multiples et indépendants en utilisant des techniques d'antennes multiples telles que l'entrée multiple / sortie multiple (MIMO). MIMO exploite la complexité du canal radio et transmet et reçoit simultanément des flux de données multiples et indépendants pour générer un débit de données plus élevé.
La caractérisation des signaux à large bande sub-THz pour la 6G implique l'utilisation d'une combinaison d'équipements et de logiciels très performants. Vous avez besoin d'un générateur de formes d'ondes arbitraires (AWG) à ultra-haute vitesse, d'un convertisseur ascendant de fréquence et d'un générateur de signaux faisant office d'oscillateur local. Cette configuration de test permet de générer, de mesurer et de caractériser des formes d'ondes candidates en bande H.
Examiner le cas d'utilisation de la caractérisation des signaux 6G
Un banc d'essai 6G typique doit prendre en charge une multitude de bandes de fréquences, de largeurs de bande et de types de formes d'onde pour répondre à divers besoins de recherche. Les ingénieurs doivent utiliser un générateur de formes d'ondes arbitraires (AWG) capable de générer des signaux de fréquence intermédiaire (FI) à large bande et à modulation de largeur de bande extrême.
Des convertisseurs ascendants compacts en bande D (110 à 170 GHz) ou en bande G (140 à 220 GHz) peuvent ensuite convertir la fréquence intermédiaire à large bande dans la bande de fréquence sub-terahertz souhaitée. Le test des récepteurs nécessite une conversion descendante du signal en FI. Vous aurez besoin de convertisseurs abaisseurs pour accomplir cette tâche. Vous aurez également besoin d'un oscilloscope ou d'un numériseur multicanal Keysight AXIe pour numériser le signal.
Keysight, en collaboration avec 16 partenaires, a lancé le 6G-SANDBOX en janvier 2023 afin de créer un banc d'essai paneuropéen pour l'expérimentation de la 6G. Le projet combine des nœuds numériques et physiques pour fournir des réseaux de bout en bout entièrement configurables, gérables et contrôlables afin de valider les nouvelles technologies et les avancées de la recherche pour la 6G. Le 6G-SANDBOX permet aux entités de l'Union européenne (UE) de tester des outils prometteurs pour la 6G, notamment l'automatisation des réseaux, la cybersécurité, les jumeaux numériques et l'intelligence artificielle (IA), ainsi que des technologies qui rationalisent la consommation d'énergie. Le groupe s'est élargi pour inclure des entités de recherche en Asie.
Focus sur les tests 6G : Showcases terrestres-NTN
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Cas d'utilisation présenté
Comment émuler des réseaux non terrestres en laboratoire
L'essai des réseaux non terrestres (RNT) nécessite la reconstruction en laboratoire de toutes les permutations possibles de scénarios RNT impliquant l'équipement de l'utilisateur (UE) et l'émulation du réseau, les satellites, les modèles orbitaux et les modèles de canaux. Les scénarios d'essai couvrent les couches physiques, de protocole et d'application. Ils comprennent l'émulation des conditions physiques de propagation, telles que les grandes distances et les vitesses élevées, la compensation du retard et de l'effet Doppler, ainsi que les effets atmosphériques et météorologiques. Il est nécessaire de s'assurer que les gNB et les UE sont conformes aux normes 3GPP, qu'ils interopèrent et qu'ils coexistent de manière transparente avec les réseaux terrestres, ainsi que d'évaluer les indicateurs de performance clés tels que la latence, le débit et la qualité de service.
Les tests de bout en bout des réseaux non terrestres nécessitent l'émulation de tous les composants essentiels d'un réseau non terrestre. Les ingénieurs chargés des essais ont besoin d'une solution de bout en bout pour couvrir toutes les phases du processus d'essai, y compris la modélisation, les dégradations des canaux physiques et les essais au niveau du protocole et de l'application. La solution doit mesurer les performances au niveau de l'application (consommation d'énergie, protocole, RF, débit et latence) et intégrer un logiciel d'automatisation pour permettre aux ingénieurs de reproduire des scénarios et d'effectuer des mesures.
Se préparer à la normalisation de la 6G
Le projet de partenariat pour la troisième génération(3GPP), le secteur des radiocommunications de l'Union internationale des télécommunications (UIT-R) et l'alliance O-RAN jouent un rôle clé dans l'élaboration des normes de la technologie sans fil 6G. Assurez-vous quevotre banc d'essai 6G reste pertinent au fur et à mesure que les normes évoluent en comprenant les étapes à venir.
Il n'existe actuellement aucune norme de test de conformité entièrement établie spécifiquement pour la 6G. Toutefois, le 3GPP prévoit les développements suivants et les dates de sortie de la 6G :
- 2024 - 2026 : Définition des exigences en matière de performances techniques de la 6G.
- 2027 - 2028 : Développement des spécifications de la technologie 6G dans la version 21.
- 2028 - 2029 : Soumission des auto-évaluations 6G à l'UIT.
- 2030 : Déploiement de la 6G pour les usages commerciaux.
Détecter l'avenir de la 6G : Le canal sans fil à l'épreuve de la réalité
La 6G redéfinit le rôle des réseaux sans fil, non seulement en tant que moyen de communication, mais aussi en tant qu'outil de détection de l'environnement. De la reconnaissance des gestes à la détection d'objets et à la connaissance de l'emplacement, les applications de détection exigent de nouvelles méthodes de modélisation, de simulation et de test. Rejoignez-nous lors de cet événement en ligne pour en savoir plus.
Test 6G : Aller plus loin
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