Pioniere nella ricerca 6G

La ricerca sul 6G esplora tecnologie innovative, tra cui le reti basate sull'intelligenza artificiale per la gestione intelligente delle risorse e le comunicazioni a terahertz (THz) per il trasferimento di dati ad altissima velocità. Anche i nuovi dispositivi a semiconduttore GaN, come i transistor a effetto di campo castellati a superlattice (SLCFET), sono oggetto di ricerca per le loro prestazioni ad alta frequenza e densità di potenza, qualità essenziali per l'elaborazione dei segnali 6G.

Altre innovazioni comprendono il rilevamento e la comunicazione integrati (ISAC), le superfici intelligenti riconfigurabili (RIS) e la comunicazione quantistica per uno scambio di dati ultra-sicuro. Queste tecnologie mirano a supportare in futuro applicazioni 6G immersive come la telepresenza olografica, i sistemi autonomi e l'assistenza sanitaria remota in tempo reale.

Guardate questo video che illustra la ricerca e le soluzioni 6G di Keysight.

Nuovi orizzonti richiedono nuove tecnologie. È vero che il 6G trarrà grandi vantaggi dal 5G in settori quali l'edge computing, l'intelligenza artificiale (AI), l'apprendimento automatico (ML), il network slicing e altri. Allo stesso tempo, la ricerca wireless deve adeguarsi ai nuovi requisiti tecnici del 6G.

La richiesta più sensata è quella di capire come lavorare nella frequenza sub-terahertz. Mentre il 5G deve operare nelle bande a onde millimetriche (mmWave) da 24,25 GHz a 52,6 GHz per raggiungere il suo pieno potenziale, la prossima generazione di connettività mobile si sposterà a frequenze superiori a 100 GHz, nelle gamme chiamate sub-terahertz e terahertz.

Un'altra area di interesse della ricerca è la progettazione di reti 6G per l'IA e il ML. Le reti 5G stanno iniziando a considerare l'aggiunta di IA e ML alle reti esistenti, ma con il 6G abbiamo l'opportunità di costruire reti da zero che siano progettate per funzionare in modo nativo con queste tecnologie.

C'è anche una sfida che il 6G intende affrontare: la sicurezza. Come garantire che i dati siano al sicuro e che solo le persone autorizzate possano accedervi, e soluzioni per far sì che i sistemi prevedano automaticamente attacchi complessi.

Un'ultima richiesta tecnica è la virtualizzazione. Con l'evoluzione del 6G, inizieremo a passare all'ambiente virtuale. Oggi le architetture Open RAN (O-RAN) stanno spostando più elaborazione e funzionalità nel cloud. Soluzioni come l'edge computing saranno sempre più comuni in futuro.

Ecco 10 organizzazioni leader che stanno aprendo la strada alla ricerca e alla standardizzazione del 6G:

• ITU-R: gestisce lo spettro radio globale e le risorse di orbita satellitare.
• 3GPP: sviluppa standard globali di telecomunicazione mobile, compresi 5G e 6G.
• Alleanza O-RAN: Promuove reti di accesso radio aperte, intelligenti e interoperabili.
• 6G Sandbox: iniziativa finanziata dall'UE che offre un ambiente di test modulare per i ricercatori 6G.
• 6G Flagship: Il primo programma di ricerca 6G al mondo, con sede in Finlandia.
• Next G Alliance: iniziativa nordamericana che plasma wireless del futuro.
• 6G-IA: rappresenta l'Europa delle reti e dei servizi di nuova generazione.
• SUSTAIN-6G: progetto UE per la progettazione di reti 6G sostenibili e olistiche.
• Alleanza Bharat 6G: Iniziativa guidata dall'India per la leadership e la collaborazione globale sul 6G.
• Gruppo di promozione IMT-2030: Piattaforma cinese per la ricerca e la standardizzazione 6G.

Nella ricerca 6G, l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico consentono di realizzare reti intelligenti e auto-ottimizzanti attraverso la gestione delle risorse in tempo reale, l'analisi predittiva e il funzionamento autonomo.

Altre aree di ricerca 6G includono l'utilizzo dell'intelligenza artificiale e del ML per migliorare la sicurezza attraverso il rilevamento delle anomalie, migliorare l'efficienza energetica e supportare l'edge intelligence per applicazioni a bassa latenza come la realtà virtuale e i sistemi autonomi, rendendo le reti più adattive ed efficienti.

Poiché si prevede che il 6G sarà disponibile in commercio entro il 2030, diversi gruppi industriali hanno pubblicato le loro visioni sul 6G, tra cui la Next Generation Mobile Networks Alliance (NGMN), la 6G Flagship e la Next G Alliance. I casi d'uso e le applicazioni delle tecnologie di comunicazione di prossima generazione previsti da queste organizzazioni sono riassunti di seguito:

Connettività universale: Nell'ambito del 6G, il miglioramento dell'inclusività e il superamento del divario digitale sono obiettivi sociali fondamentali. I servizi voce, video e a banda larga saranno disponibili anche nelle aree remote e nelle zone colpite da calamità grazie ai progressi compiuti rispetto al 5G, come le migliori reti non terrestri, gli sciami di stazioni base aeree e spaziali e le reti di accesso mesh.

Esperienze digitali personali coinvolgenti: Si prevedono larghezze di banda di rete di 50-200 gigabit al secondo (Gbps), forse anche di un terabit al secondo (Tbps). Con una velocità di trasmissione per dispositivo di 300-500 megabit al secondo (Mbps) e latenze di microsecondi, gli utenti potranno godere di ricche esperienze di comunicazione e digitali attraverso videochiamate immersive ad alta risoluzione, display di realtà estesa e telepresenza remota attraverso interfacce multisensoriali e olografiche.

Comunicazioni e rilevamento congiunti: Le frequenze sub-terahertz considerate nell'ambito del 6G consentiranno di combinare segnali di comunicazione con forme d'onda simili a quelle dei radar di imaging. Sono in corso ricerche per riutilizzare le stesse antenne, gli stessi ricetrasmettitori e lo stesso spettro sia per le comunicazioni che per il rilevamento, consentendo casi d'uso come l'utilizzo degli smartphone per la guida autonoma o il rilevamento di persone in missioni di soccorso a bassa visibilità.

Automobili: Le aziende automobilistiche stanno attivamente ricercando e prototipando l'uso delle tecnologie 6G per migliorare i sistemi di guida autonoma, l'elaborazione dei dati in tempo reale, la comunicazione da veicolo a veicolo e le capacità di rilevamento avanzate.

Comunicazioni su scala industriale: Prevediamo reti pubbliche e private diffuse con un ampio uso di dispositivi IoT (Internet of Things) per città intelligenti, agricoltura, trasporti, reti energetiche e monitoraggio ambientale.

Posizionamento preciso: Il posizionamento all'interno e all'esterno con una precisione di 1-10 centimetri (cm) consentirà il rilevamento preciso di oggetti e presenze, la navigazione, l'imaging e la mappatura.

La sostenibilità è un fattore critico per la ricerca e lo sviluppo del 6G. Nel dicembre 2023, l'Unione Internazionale delle Telecomunicazioni (UIT) ha pubblicato i dettagli del "Quadro IMT-2030" per il 6G nella raccomandazione ITU-R M.2160.

Si prevede inoltre che l'IMT-2030 contribuisca a soddisfare l'esigenza di una maggiore sostenibilità ambientale, sociale ed economica, oltre a sostenere gli obiettivi dell'Accordo di Parigi della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici.