Explorando los avances recientes en las técnicas de modulación digital para 6G
Explore los avances recientes en las técnicas de modulación digital para redes 6G, cómo se materializa una red 6G y el papel de JCAS en la comunicación 6G.
Christian Bauer | Belden
A medida que el estándar 6G evoluciona, su desarrollo es un esfuerzo de equipo. Actores globales en Estados Unidos, Europa y Asia, especialmente en China, Japón y Corea del Sur, tienen un papel principal que desempeñar en su materialización.
En última instancia, el objetivo es desarrollar un sistema 6G integrado que admita la comunicación en áreas remotas mediante una conectividad fiable y de alta velocidad. Para lograr esto, se están investigando los avances recientes en las técnicas de modulación digital para 6G.
¿Qué es la modulación digital?
La modulación digital describe la transmisión de señales digitales a través de medios de transmisión analógicos (ondas de radio, líneas telefónicas o cables de fibra óptica). Los datos digitales (código binario) se incrustan en una onda portadora cambiando propiedades específicas de la onda.
Junto con el desarrollo de 6G también vienen nuevas técnicas de modulación digital para mejorar la eficiencia de la transmisión de datos.
Técnicas de modulación digital para 6G
Los avances recientes en las técnicas de modulación digital para 6G abarcan una amplia gama de enfoques, como OTFS, ODDM, OCDM y AFDM, para abordar los desafíos únicos de las redes inalámbricas de próxima generación.
Espacio de Frecuencia de Tiempo Ortogonal (OTFS, Orthogonal Time Frequency Space) es una técnica de modulación digital de próxima generación diseñada para superar los esquemas de modulación tradicionales como OFDM (Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal) utilizados en 4G/5G. Como técnica de modulación 2D, mapea los datos en el dominio de retardo-Doppler (delay-doppler) utilizando reflexiones de trayectos múltiples y efectos de movimiento. Dado que OTFS utiliza las dimensiones de tiempo y frecuencia para modular datos, aumenta la robustez frente a las perturbaciones del canal.
Multiplexación por División Ortogonal de Retardo Doppler (ODDM, Orthogonal Delay Doppler Division Multiplexing) considera los desplazamientos Doppler, lo que la hace perfecta para aplicaciones de alta movilidad. Un desplazamiento Doppler proporciona información sobre qué tan rápido se mueve un objeto y en qué dirección. Piense en una ambulancia que pasa: cuanto más rápido se acerca, más agudo es el sonido. Cuanto más rápido se aleja, más grave es el sonido. Traducido de la radio al sonido, los tonos más altos indican que algo se acerca rápidamente. Cuanto más bajo es el tono, más rápido se aleja algo de usted.
Multiplexación por División de Chirp Ortogonal (OCDM, Orthogonal Chirp Division Multiplexing) utiliza señales chirp (formas de onda con barrido de frecuencia) para la codificación y transmisión de datos. Un chirp se define como una señal cuya frecuencia aumenta o disminuye con el tiempo. Tiene una forma de onda modulada en frecuencia cuya frecuencia instantánea varía monotónicamente (lineal, exponencial o de otra manera) con el tiempo. Un beneficio de usar señales chirp es la diversidad tiempo-frecuencia, lo que significa que son más robustas a la interferencia de banda estrecha y al desvanecimiento multitrayecto (multipath fading). OCDM muestra un gran rendimiento en canales perturbados. Además, una buena autocorrelación tiene ventajas para fines de temporización y sincronización. Esta técnica de modulación tiene buena resiliencia al efecto Doppler y maneja mejor los escenarios de movimiento rápido.
Multiplexación por División de Frecuencia Afín (AFDM, Affine Frequency Division Multiplexing) también funciona basada en señales chirp. Los símbolos se distribuyen a lo largo de trayectorias curvas en el dominio tiempo-frecuencia, lo que proporciona una mayor resiliencia contra la selección de frecuencia y el desplazamiento Doppler.
JCAS y 6G permiten la comunicación y detección integradas
El espectro 6G también está haciendo uso de frecuencias de terahercios y de radar, lo que lo diferencia del 5G. Estas frecuencias avanzadas permitirán que 6G admita la comunicación y detección conjuntas (JCAS, joint communication and sensing). Esta funcionalidad también se conoce como detección y comunicación conjuntas, detección y comunicación integradas, y comunicación y detección integradas.
JCAS permite un doble uso de la transmisión de datos: la misma señal puede usarse no solo para transportar datos, sino también para proporcionar información sobre el entorno, como obstáculos. Durante la transmisión de datos, un valor de calidad indica qué tan buena es la transmisión. Ese valor se utiliza para determinar si hay obstáculos en la ruta de transmisión y, de ser así, cuáles son.
Algunas frecuencias de terahercios son completamente reflejadas o absorbidas por ciertos materiales. Por lo tanto, no solo es posible determinar si hay un obstáculo presente, sino también de qué material está hecho. Sin embargo, en la implementación práctica, otros factores juegan un papel que influye en la funcionalidad, como la humedad y el polvo.
También se están discutiendo las redes no terrestres para permitir la cobertura en áreas remotas. Debido a que 6G se encuentra actualmente en la fase de desarrollo, esas nuevas características y capacidades son, por el momento, solo promesas de lo que está por venir. Se mantiene el entusiasmo con respecto a los avances tecnológicos que se pueden lograr dentro de los ciclos de lanzamiento del nuevo estándar de comunicaciones móviles.
Prepárese para un futuro 6G
A medida que la industria mira hacia el futuro, los avances recientes en las técnicas de modulación digital para 6G están impulsando la innovación en la comunicación inalámbrica global.
Mantenerse informado sobre estas actualizaciones será vital mientras se prepara para la transición más allá del 5G y desea asegurarse de que sus redes sigan siendo robustas, eficientes y preparadas para el futuro.
Las soluciones de conexión completas de Belden respaldan las necesidades cambiantes de las redes de próxima generación. Podemos ayudarle a adoptar nuevas tecnologías mientras maximiza el rendimiento y la fiabilidad de su infraestructura actual.
