T‑Mobile już pracuje nad 6G - "6G‑TakeOff" kończy trzy lata badań. Przełomowe wnioski dla łączności 3D i sieci NTN

Na Uniwersytecie w Bremie zaprezentowano wyniki trzyletniego projektu badawczego "6G-TakeOff", finansowanego przez niemieckie Federalne Ministerstwo Badań, Technologii i Przestrzeni Kosmicznej. Konsorcjum skupiło się na rozwoju koncepcji tzw. sieci trójwymiarowych (3D), w których klasyczne stacje bazowe na ziemi są uzupełniane przez infrastrukturę na platformach powietrznych oraz satelitach. Jak podkreślają twórcy projektu, elementy nie-naziemne mogą zapewniać dodatkową pojemność sieci "tymczasowo i lokalnie" – dokładnie tam, gdzie w danej chwili jest ona najbardziej potrzebna.

Kluczowym pytaniem badawczym była możliwość połączenia wielu typów dostępu do sieci w jedną, spójną architekturę 6G. W praktyce chodzi o to, by terminal – niezależnie od środowiska pracy i potrzeb aplikacji – uzyskiwał optymalny dostęp do łączności dzięki inteligentnej koordynacji technologii naziemnych, powietrznych i satelitarnych. Wyniki "6G-TakeOff" mają stanowić istotny wkład w badania podstawowe nad tzw. non-terrestrial networks (NTN) oraz zostać wykorzystane w procesach standaryzacyjnych przyszłej generacji sieci komórkowych.

Szerokie konsorcjum: telekomunikacja, lotnictwo, przemysł i nauka

Projekt od początku zaprojektowano tak, by łączyć perspektywy różnych sektorów – od branży kosmicznej i lotniczej po telekomunikację, oprogramowanie i produkcję urządzeń. Liderem konsorcjum była Deutsche Telekom, a w pracach uczestniczyło łącznie 19 partnerów. Wśród producentów znaleźli się m.in. Airbus Defence and Space GmbH, Rohde & Schwarz, NXP® Semiconductors, IMST GmbH czy Boldyn Networks. Perspektywę użytkownika reprezentowały John Deere GmbH & Co. KG oraz ZF Friedrichshafen AG, a poza Deutsche Telekom w projekt zaangażował się także operator O2 Telefónica. Zaplecze badawcze zapewniły m.in. DLR, Fraunhofer FOKUS, IHP Leibniz Institute, TU Kaiserslautern, Uniwersytet w Bremie oraz Center for Telematics Würzburg.

Trzy demonstratory i jeden cel: sprawdzić, czy 3D sieć działa w praktyce

Konsorcjum opracowało kilka demonstratorów weryfikujących wykonalność rozwiązań w środowisku zbliżonym do realnego:

1) Przekazywanie połączenia (handover) w sieci 3D

Na Uniwersytecie w Bremie zbudowano testbed, w którym zasymulowano działanie sieci trójwymiarowej: stacje naziemne uzupełniono o bezzałogowe statki powietrzne (UAV), a element satelitarny odwzorowano przy użyciu sprzętu umieszczonego na wieży o wysokości 146 metrów. W takim układzie badano m.in. przełączanie poruszającego się urządzenia pomiędzy różnymi komponentami sieci. Co istotne, stanowisko badawcze ma pozostać w Bremie także po zakończeniu projektu.

2) Lokalne uruchamianie usług Mobile Edge Computing (MEC)

Edge computing – czyli przetwarzanie danych jak najbliżej użytkownika – pozwala analizować duże wolumeny informacji bezpiecznie i niemal w czasie rzeczywistym. Zespół wykazał, że MEC może działać również w sieciach nie-naziemnych, co otwiera drogę do tworzenia sieci "na żądanie": tymczasowo, w konkretnym miejscu i tylko na potrzebny czas.

3) Feederlinki i anteny z beamformingiem dla UAV

Aby UAV mogły stać się elementem sieci 6G, muszą zostać połączone z rdzeniem sieci na ziemi poprzez tzw. feederlinki, umożliwiające transmisję danych z wysokimi przepływnościami. W ramach "6G-TakeOff" opracowano i przetestowano nowe konstrukcje anten beamformingowych – ukierunkowujących fale radiowe zamiast nadawania "szeroko" – oraz metody beam steering, czyli precyzyjnego śledzenia i ustawiania wiązki anteny stacji naziemnej względem poruszającego się UAV. Zwrócono przy tym uwagę na cechy praktyczne: silną kierunkowość i lekką konstrukcję.

Patenty i perspektywa kolejnych wdrożeń

Po trzech latach prac projekt podsumowuje też dorobek innowacyjny: siedem zgłoszeń patentowych ma potwierdzać potencjał technologii opracowanych w ramach konsorcjum. Jak komentuje Deutsche Telekom, zdobyta wiedza dotyczy nie tylko samych rozwiązań technicznych, ale też "praktycznych wyzwań" integracji świata naziemnego i nie-naziemnego w jeden system.

"Projekt 6G-TakeOff pomógł nam lepiej zrozumieć praktyczne wyzwania związane z integracją komponentów naziemnych i pozanaziemnych w jednolitych trójwymiarowych ramach łączności. Dostarcza on cennych wniosków na temat tego, w jaki sposób przyszłe systemy 6G mogłyby poprawić ciągłość usług, odporność oraz pojemność — wszędzie tam, gdzie będzie to potrzebne. Projekt stworzył solidne podstawy do dalszej międzybranżowej współpracy na rzecz 6G" — mówi Thomas Lips, SVP ds. dekompozycji RAN i rozwoju możliwości (RAN Disaggregation & Enablement) w Deutsche Telekom.

6G: specyfikacje w 3GPP, komercjalizacja w latach 30.

6G – szósta generacja sieci mobilnych – jest dziś intensywnie rozwijana w badaniach na całym świecie. Za rozwój specyfikacji odpowiada organizacja 3GPP, a komercyjny start 6G jest przewidywany na początek lat 30. XXI wieku. W tym kontekście "6G-TakeOff" wpisuje się w nurt projektów, które mają przygotować fundamenty pod przyszłe standardy: od architektury po testy interoperacyjności między warstwą naziemną, powietrzną i satelitarną.