Una soluzione 6G per la ricerca e lo sviluppo è una combinazione di hardware e software che consente agli ingegneri del settore industriale e accademico di innovare componenti e sistemi per la prossima generazione di tecnologia mobile. Le soluzioni 6G vengono utilizzate per prototipare, convalidare e ottimizzare wireless . Grazie a queste soluzioni, gli ingegneri di progettazione e collaudo possono generare e analizzare segnali 6G su diverse bande di spettro, ricreare ambienti complessi e dinamici, nonché addestrare, verificare e ottimizzare modelli di IA/ML per migliorare le prestazioni PHY e RAN.

Le soluzioni 6G per la ricerca e lo sviluppo si basano su tecnologie avanzate di progettazione, simulazione e collaudo che consentono agli ingegneri di modellare, convalidare e ottimizzare wireless di nuova generazione. Queste funzionalità abbracciano i settori dell'hardware, del software e dell'elaborazione dei segnali, supportando l'intero flusso di lavoro di ricerca e sviluppo, dall'ideazione alla convalida.

Tra le tecnologie chiave figurano:

• Digital twin RF e di rete ad alta fedeltà, compresa la modellazione dei canali basata sul ray tracing, per simulare ambienti di propagazione reali
• Generazione e analisi di segnali a banda larga per caratterizzare le prestazioni in gamme di frequenza emergenti quali FR3 e oltre
• Banche di prova Advanced per il MIMO Advanced e il beamforming, finalizzate alla valutazione di grandi array di antenne e architetture ibride di beamforming
• Tecniche di test senza segnalazione per la rapida convalida e sperimentazione del livello fisico (PHY) senza un'infrastruttura di rete completa
• Strumenti di emulazione e visualizzazione di rete per modellare scenari complessi e valutare il comportamento del sistema su larga scala
• Catene di strumenti di IA/ML per l'ottimizzazione PHY/MAC, la previsione del canale, la compressione CSI e l'intelligenza di rete
• Piattaforme conformi allo standard O-RAN per la validazione di RIC xApps, rApps e l'interoperabilità tra diversi fornitori
• Automazione basata sull'intelligenza artificiale e sull'intent per accelerare i flussi di lavoro di test e migliorare la produttività utilizzando modelli addestrati

Insieme, queste tecnologie costituiscono la base delle soluzioni 6G per la ricerca e lo sviluppo, consentendo agli ingegneri di esplorare nuove architetture, verificare le prestazioni dei componenti e dei sistemi e accelerare il percorso verso l'implementazione commerciale.

La ricerca sul 6G richiede strumentazioni dotate di capacità superiori in termini sia di precisione che di stabilità, per poter convalidare i risultati più rapidamente. Le soluzioni 6G offrono prestazioni superiori rispetto a quelle 5G, consentendo così di eseguire misurazioni più complesse in modo ripetibile. Inoltre, lo sviluppo del 6G richiede competenze in nuovi settori tecnologici, tra cui l'intelligenza artificiale (AI) e l'apprendimento automatico (ML), nonché la sensoristica. Le soluzioni 6G devono fornire approfondimenti tecnici che vadano oltre la tradizionale ingegneria wireless .

L'intelligenza artificiale svolge un ruolo fondamentale nel promuovere lo sviluppo delle soluzioni 6G, consentendo una progettazione, una simulazione e una validazione più rapide ed efficienti wireless di prossima generazione. Poiché il 6G comporta una maggiore complessità, come le frequenze della banda media superiore, le reti ultradense e l'integrazione tra sensori e comunicazioni, l'IA aiuta i ricercatori a gestire e ottimizzare questi sistemi su larga scala. 

Le tecniche basate sull'intelligenza artificiale vengono utilizzate per:

• Accelerare la modellizzazione dei canali e l'analisi della propagazione nelle nuove bande di frequenza
• Consentire l'ottimizzazione intelligente della rete e l'allocazione adattiva delle risorse
• Digital twin avanzati in grado di riprodurre ambienti reali a fini di simulazione
• Automatizza i flussi di lavoro relativi a test e misurazioni, riducendo i tempi necessari per ottenere informazioni utili
• Implementare una rete di accesso radio (RAN) di nuova generazione utilizzando l'intelligenza artificiale per ottimizzare la pianificazione, ridurre le interferenze e migliorare l'efficienza energetica

Integrando l'intelligenza artificiale nei flussi di lavoro di ricerca e sviluppo del 6G, gli ingegneri possono esplorare un maggior numero di possibilità progettuali, migliorare la precisione e ridurre notevolmente i cicli di sviluppo. Ciò rende l'intelligenza artificiale fondamentale per trasformare i concetti iniziali in tecnologie 6G collaudate.

Sono già disponibili soluzioni 6G per la ricerca e lo sviluppo che consentono ai ricercatori di progettare, modellare e convalidare componenti e sistemi su diverse bande di spettro, da quelle inferiori a 7 GHz a FR3 fino alle bande sub-THz. Sono inoltre disponibili soluzioni 6G per i progettisti, che consentono di applicare ottimizzazioni basate sull'intelligenza artificiale per innovare l'interfaccia aerea e la rete di accesso radio, migliorare le capacità di rilevamento per wireless , studiare le forme d'onda 6G e iterare sulle architetture di rete avviate con il 5G che dovranno evolversi nel 6G, come le reti non terrestri e l'O-RAN.

Si prevede che le soluzioni 6G rivoluzioneranno un ampio ventaglio di settori, rendendo possibili nuove applicazioni che richiedono velocità di trasmissione dati più elevate, una minore latenza e una connettività più intelligente.

Tra i settori chiave figurano:

• Telecomunicazioni e infrastrutture di rete: RAN di nuova generazione, reti centrali e architetture native per l'IA
• Reti satellitari e non terrestri: connettività globale tra sistemi terrestri e spaziali
• Settore aerospaziale e della difesa: comunicazioni sicure, sistemi di rilevamento e operazioni mission-critical
• Settore automobilistico e dei trasporti: veicoli autonomi, V2X e sistemi di mobilità intelligente
• Produzione e automazione industriale: fabbriche intelligenti e sistemi di controllo in tempo reale
• Assistenza sanitaria e sanità digitale: Advanced e assistenza a distanza
• Città intelligenti: infrastrutture intelligenti, monitoraggio ambientale e sistemi di sicurezza pubblica
• Energia e servizi pubblici: reti elettriche digitali, manutenzione predittiva e gestione distribuita dell'energia
• Media e intrattenimento: realtà estesa (XR), comunicazione olografica ed esperienze digitali immersive
• Logistica e catena di approvvigionamento: porti autonomi, coordinamento della flotta e tracciabilità in tempo reale delle risorse

Il progresso di questi casi d'uso dipende dall'innovazione continua nella ricerca e nello sviluppo del 6G, compresi la progettazione, la simulazione e il collaudo di tecnologie chiave quali lo spettro FR3 per una copertura e una capacità migliorate, le reti NTN per la connettività globale e l'ISAC per il rilevamento e la trasmissione convergenti dei dati, tutte fondamentali per soddisfare le esigenze prestazionali delle applicazioni future.