6G, yeni spektrum kullanımı, ağlara ve cihazlara yapay zeka (AI) entegrasyonu, dijital ikizler ve yeni ağ mimarilerine odaklanan gelişmekte olan teknoloji aracılığıyla fiziksel, dijital ve insan dünyalarını birbirine bağlamayı amaçlamaktadır. Bu unsurlar, çeşitli 6G kullanım durumlarında ağ programlanabilirliğini ve otomasyonunu geliştirmektedir.
6G'nin ticari olarak kullanıma sunulması oldukça uzak görünse de, 6G için yapılan araştırma ihtiyaçları şimdiden ortaya çıkmış durumda ve bu, spektrum etrafındaki artan çabaları içeriyor. Sürekli artan veri hızı gereksinimlerini karşılamak için yeni frekans aralıklarına ihtiyaç duyuluyor. Frekans aralığı 3 (FR3), 6G'nin evrimleştiği yeni spektrum aralıklarından biridir. 5G için yalnızca iki frekans aralığı vardı: FR1 ve FR2. FR3, genellikle 6 GHz altı olarak adlandırılan FR1 ile 7 ila 24 GHz arasındaki milimetre dalga aralığı olarak bilinen FR2 arasında yer almaktadır.
Burada, 6G'nin geliştirilmesinde önemli bir adım olarak FR3'ün önemine ve 5G'de mevcut olan frekans aralıkları (FR1 ve FR2) ile FR3'ün konumuna dikkat çekilmektedir.
6G Gereksinimleri: Deterministik Kanal Modellerine Doğru Bir Yönelim
4G ve 5G, radyo kanal modelleme gereksinimlerini, büyük ölçekli çoklu giriş ve çoklu çıkış (mMIMO) sistemlerini simüle etmek ve test etmek için geometri tabanlı stokastik kanal modelleri (GSCM'ler) kullanarak ele almıştır. Ancak, 6G kullanım senaryoları ve teknolojileri, radyo kanal modelleme için yeni gereksinimler ortaya koymaktadır, çünkü:
- Daha küçük hücreler kullanarak yakın alan (NF) ve kısa menzilli iletişim.
- Doğru konum tabanlı hizmetlere olan ihtiyaç.
- Birden fazla radyo erişim teknolojisi (multi-RAT) ile akıllı çevreler.
- Alt terahertz (THz) frekanslarında yayılma zorlukları.
- Esnek uyum ve gelişmiş çevresel farkındalık.
- Entegre algılama ve iletişim (ISAC) ve aşırı MIMO (xMIMO)
6G FR3 Radyo Kanal Modelleme
Anten dizileri, 6G FR3 bandında MIMO teknolojileri için incelenmektedir, bunlar arasında MIMO, mMIMO ve xMIMO yer alır. xMIMO anten dizileri, geleneksel mMIMO'dan daha dar kalem ışınları ve daha fazla MIMO katmanı destekler. Şekil 1, aşırı hibrit ışın biçimlendirme (beamforming) örneğini ve FR3 üst orta bant baz istasyonunu göstermektedir. Sonuç olarak, xMIMO kablosuz sistemlerinin tasarımı ve doğrulaması, kanal modelinden doğru iç küme (intra-cluster) ve dış küme (inter-cluster) açı özelliklerini gerektirir.
Şekil 1. Aşırı Hibrit Işın Biçimlendirme Örneği, FR3 Üst Orta Bant Baz İstasyonu.
Kanal modelinin, xMIMO baz istasyonlarının RAN ve Open RAN yapılandırmalarındaki sistem simülasyonları veya gerçek performans testleri sırasında iç küme (intra-cluster) ve dış küme (inter-cluster) açı özelliklerini doğru bir şekilde yansıtması çok önemlidir. Ayrıca, kullanıcı ekipmanının hareketiyle birlikte ışın yönetimi ve ön kodlama uyarlamasını değerlendirmek için dinamik kanal modellerine ihtiyaç vardır. Bu kanal modelleri, doğrudan görüş (LOS) / doğrudan görüş olmayan (NLOS) ve engellenme koşulları arasındaki geçişleri göz önünde bulundurur.
Ancak, mevcut 3GPP GSCM kanal modelleri, yüksek yönlülüğe sahip kalem ışınları ile aşırı ışın biçimlendirme algoritmalarını geliştirmek için gerekli doğruluğa sahip değildir. Bunun çözülmesi amacıyla, Yeni Radyo (NR) için 7 ila 24 GHz arasındaki kanal modelleme iyileştirmelerine yönelik yeni bir 3GPP RP-234018 Release 19 teknik çalışma başlatılmıştır.
FR3 için üst orta bantı test etmek için test mühendislerinin ihtiyaç duyduğu şeyler şunlardır:
- Faz ve zaman tutarlı çok kanallı taklit (emülasyon).
- Yarı-deterministik ve/veya deterministik kanal modelleri.
- Faz ve genlik ölçümleri için doğru şekilde kalibre edilmiş ekipmanlar.
- Kapsamlı ölçüm ve analiz araçları.
6G FR3 Sistem Testi
6G FR3 sistem testi, yarı-deterministik ve deterministik kanal modelleri kullanarak faz ve zaman tutarlı çok kanallı taklit (emülasyon) gerektirir. Fiziksel katmandan (PHY) uygulama katmanına kadar, 6G FR3 testi için anahtar performans metrikleri şunları içerir:
- Işın ağırlığı tahmini ve yönlendirme metrikleri.
- Işın şekli ve kazancı.
- Yan lob seviyeleri.
Şekil 2. 5G-Advanced ve 6G sistem simülasyonları, tasarımı, ürün geliştirme ve testleri için gerekli üç ana kanal modelleme yaklaşımı.
Kapsamlı bir kanal taklit çözümüyle, test mühendisleri çeşitli yayılma ortamlarını yeniden üretebilir ve faz gürültüsü ve parazit gibi donanım bozulmalarını taklit edebilirler. İhtiyaç duyacakları şeyler şunlardır:
- Gerçekçi ve son derece doğru 6G FR3 ortam modelleri oluşturmak için kanal taklit yetenekleri.
- Kanal taklitçisine gerekli 6G iletim dalga formunu sağlamak için sinyal üretim yetenekleri.
- Işın biçimlendirme kazancı, ışın genişliği ve yan lob seviyeleri gibi performans metrikleri.
- Faz ve zaman tutarlı çok kanallı taklit yapabilen ve geometri tabanlı stokastik kanal modelleri oluşturabilen yazılım araçları.
- Yayılma ortamlarını yeniden üretebilecek ve kapsamlı testler yapılmasını sağlayacak test ortamı.
Keysight 6G FR3 Sistem Test Çözümü
Keysight 6G FR3 sistem test çözümü, bir kanal taklitçisi, kanal taklit yazılımı ve bir MXG sinyal jeneratöründen oluşur. Bu çözüm, 6G FR3 bileşenleri ve sistemlerini taklit etmek için gerçekçi ve son derece doğru stokastik ve deterministik modeller oluşturur. MXG sinyal jeneratörü, FR3 özellikli kanal taklitçisine sinyal girişi sağlar. Kanal taklitçisi ayrıca, nesneleri tespit etmek ve izlemek için ISAC desteği de sunar.
Şekil 3. Keysight 6G FR3 sistem test çözümü
Sonuç
Doğru kanal taklidi, 6G FR3 için çok önemlidir. Gelişmiş 6G özelliklerini desteklemek ve mMIMO ve ışın biçimlendirme gibi 6G teknolojilerinin gerçekçi bir şekilde test edilmesine olanak tanımak için doğru kanal modellerine ihtiyaç vardır. Bu, bu teknolojilerin gerçek dünya senaryolarında nasıl performans göstereceğini anlamak için çeşitli koşullarda test yapılmasını sağlar. Ayrıca, etkili bir şekilde çalışabilmesi için kanal özelliklerinin ayrıntılı bilgisini gerektiren ISAC gibi gelişmiş kullanım senaryolarını da destekler.
6G'nin getirdiği zorluklara hazırlıklı olun ve Keysight çözümleri ile FR3 MIMO, mMIMO, xMIMO ve ISAC için kanal modelleme ve taklidi yaparak 6G prototiplemenizi hızlandırın.
6G tarafından hedeflenen frekans bantlarını açmak ve yeni spektral verimlilik teknolojilerini doğrulamak için bilgi ve tavsiyeler almak üzere bizimle iletişime geçebilirsiniz.
