Test de la FR3 de la 6G

Test de la FR3 de la 6G

Prise en charge des applications XR, IA et NTN

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La FR3 – le spectre pour la 6G

Au sein de l'écosystème des communications mobiles d'aujourd'hui, il existe deux gammes de fréquences actives. La FR1 (410 MHz à 7,125 GHz) et la FR2 (24,25 GHz à 71 GHz). La FR1 est très largement utilisée pour la 5G, elle propose une large couverture et une puissante pénétration. Cependant, elle est confrontée à des limitations de bande passante et à l'encombrement. La FR2, d'un autre côté, fournit une bande passante ultra large et une faible latence, mais souffre d'une faible propagation et de coûts de déploiement élevés.

La FR3 (7,125 GHz à 24,25 GHz) promet d'être le meilleur des deux mondes : de meilleures caractéristiques de propagation que la FR2 tout en fournissant plus de bande passante que les fréquences sub-7 GHz de la FR1. Cela devrait permettre des réseaux plus robustes et évolutifs capables de répondre aux demandes en plein essor des applications avancées au sein d'environnements urbains denses. Les bandes de fréquence exactes pour le déploiement sont sujettes aux réglementations et normalisations mondiales et régionales. Cependant, le focus pour le déploiement initial est mis sur la gamme allant de 7,125 GHz à 8,4 GHz.

La réalité étendue (XR) est l'une des principales applications anticipée pour la 6G, et elle exige des débits de données exceptionnellement élevés – environ 20 Gbps au sein d'environnements urbains denses – afin de permettre des expériences immersives. L'obtention de tels débits de données élevés nécessite de larges bandes passantes afin de prendre en charge les débits d'affichage élevés nécessaires pour des champs de vision étendus et une résolution élevée. De même, la croissance soudaine des applications IA basées sur des modèles large langage (LLM) au sein des communications cellulaires contribuera à des besoins en capacité plus élevés. La FR3 est cruciale pour de telles applications gourmandes en données.

La FR3 est également pertinente pour les réseaux non-terrestres (NTN). Le NTN permet une couverture omniprésente et une connectivité résiliente à l'aide des connexions satellite, et c'est déjà un marché fort avec la 5G-Advanced. Il est prévu de continuer avec la 6G. Les attributions de spectre ITU pour les services satellite fixes et mobiles existants incluent les bandes Ku et Ka, et la 3GPP permet l'utilisation de ces bandes pour le NTN.

  • Bande 3GPP n248/n509 (bande Ku) : 14000 MHz – 14500 MHz (UL), 10700 MHz – 12750 MHz (DL), FDD (DL)
  • Bande 3GPP n249/n508 (bande Ku) : 13750 MHz – 14000 MHz (UL), 10700 MHz – 12750 MHz (DL), FDD (UL)

Statuts de la 5G et de la 5G-Advanced

Bien que la 5G ait introduit des avancées significatives telles que le découpage réseau et l'intégration IA / ML pour un traitement sophistiqué des données, la plupart des opérateurs n'est pas encore passé au mode autonome (SA) – essentiel pour une connexion de l'appareil directe au réseau principal 5G. Par conséquent, les services proposés par la 5G continuent d'être identiques à ceux proposés par la 4G. De plus, aucune "killer application" définitive pour la 5G n'a encore émergé, bien que les usines intelligentes et les véhicules autonomes soient des secteurs prometteurs.

L'accès sans fil fixe (FWA) présente un potentiel en tant que principal cas d'utilisation, soutenu par des investissements dans le spectre FR2. Les défis avec le FWA sont (1) la coexistence du spectre et (2) des pertes de trajet élevées ainsi que la distance entre l'appareil et la station de base. La FR2 permet des méthodes de formation de faisceaux via des faisceaux hautement orientables avec de larges gains incorporés au sein de l'architecture des antennes.

D'autre part, la 5G pèche actuellement dans la prise en charge complète des applications immersives, qui nécessitent des débits de données exceptionnellement élevés, une faible latence et une synchronisation temps réel robuste. Des réseaux nouvelle génération (NG) sont nécessaires afin d'implémenter une planification adaptative, une mise en mémoire tampon prédictive et une gestion de paquets basée sur la priorité qui tiennent compte des seuils de la perception humaine dans les modèles de calculs spatiaux.

L'industrie aborde ces défis avec un processus en 3 étapes défini par la 3GPP :

  • Description du service global du point de vue de l'utilisateur final
  • Organisation des fonctions réseau pour mapper les exigences de service sur les capacités du réseau
  • Définition des fonctionnalités de signalisation afin de prendre en charge les services identifiés à l'étape 1 en se basant sur l'architecture définie à l'étape 2

Une fois que la 5G implémentera les communiqués 18 et 19, elle prendra en charge entièrement les applications immersives. Cependant, la prise en charge complète et les capacités réseau requises par ces technologies avancées ne devraient être pleinement réalisées qu'avec l'arrivée de la 6G, avec l'intégration de la FR3.

Défis du test FR3

Le test du début à la fin dans la FR3 est un défi mais essentiel pour l'évaluation des nouvelles technologies 6G.

Les principaux défis de test incluent :

  • La cohérence de phase et temporelle sur plusieurs canaux nécessitent un équipement très sophistiqué et un étalonnage méticuleux
  • La simulation précise des imperfections matérielles réelles comme le bruit de phase et les interférences sans introduire d’artefacts irréalistes nécessite des outils d'émulation très précis et adaptables.
  • La gestion de larges bandes passantes et de plusieurs canaux simultanément augmentent la complexité et exige une puissance de calcul importante ainsi qu'un équipement de test évolué.
  • Tester des environnements de test pouvant évoluer afin de gérer la complexité croissante et des exigences de performance plus élevées des futures avancées de la 6G est un défi auquel on peut répondre avec des solutions avancées basées sur l'IA.
  • La pris en charge des NTN nécessite des capacités de test évoluées qui couvrent spécialement les conditions de propagation des différentes constellations satellite. Contrairement aux réseaux terrestres, les NTN fonctionneront dans un mode duplex FDD.
  • La GigaMIMO intégrera plus d'éléments d'antenne au sein des faisceaux d'antennes, permettant un nombre bien plus important de faisceaux simultanés avec une largeur de faisceau plus étroite. Cela remettra en question des tests sans fil (OTA) et exigera de nouvelles méthodes de test.
  • Le partage de spectre multi-radio (MRSS) est prévu pour permettre à la 5G et à la 6G d'utiliser simultanément les mêmes bandes de fréquence. Pour cela, de nouveaux mécanismes pour une coexistence équitable du spectre doivent être définis.
  • La duplication d'une large gamme d'environnements de propagation au sein d'une configuration de laboratoire contrôlée est compliquée du fait des caractéristiques uniques et de la variation des niveaux dans chaque scénario.

Nos solutions pour le test de la 6G FR3

Le test FR3 nécessite que les ingénieurs modifient et testent des paramètres qui sont au-delà des réglages actuellement possibles avec la norme 5G. Avec nos solutions de génération et d'analyse de signaux “Beyond 5G”, nous permettons aux ingénieurs de créer des signaux personnalisés pour le test FR3. Cela signifie qu'il est possible de modifier des paramètres, tels que la bande passante et le format de modulation, de tester de nouveaux aspects de la couche physique pour des applications de recherche et développement 6G. Nos solutions prennent également en charge l'émulation de l'évanouissement afin de couvrir les scénarios NTN.

Le testeur de communications sans fil CMX500 est déjà prêt pour la FR3, proposant une émulation réseau sur les FR1, FR2 et FR3 dans un seul boîtier. Cette solution tout en un crée un environnement de signalisation en émettant un signal cellulaire FR3, sans avoir besoin de matériel supplémentaire. Il simule également des conditions réelles et conduit une analyse complète afin de vérifier la capacité d'un appareil à obtenir un débit maximal, faisant du CMX500 le choix idéal pour la recherche et le développement de la FR3.

De plus, le CMX500 propose de nombreuses fonctionnalités pour le test NTN. Il émule le canal radio à la fois au niveau du réseau et de l'appareil, incorpore les améliorations des protocoles NTN, fournit des options de test complètes de la mobilité et des transferts, et prend en charge le test d'interopérabilité.

Les produits pour le test FR3

Testeur de signalisation tout en un CMX500

Une solution de test pérenne qui couvre les scénarios E2E 5G NR, NTN et FR3.

Informations produits

Générateur de signaux vectoriels R&S®SMW200A

Un VSG (générateur de signaux vectoriels) doté d'une conception modulaire et flexible qui lui permet de s'adapter aux applications spécifiques.

Informations produits

Analyseur de signaux et spectre R&S®FSWX

Le premier analyseur de signaux et spectre doté de plusieurs ports d'entrée et d'une architecture interne multi-trajets qui prend en charge une corrélation croisée.

Informations produits

Les avantages de nos solutions de test FR3

  • Un équipement de test polyvalent prêt pour la 6G qui permet une analyse et une optimisation complètes des appareils FR3
  • Une génération et une analyse de signaux FR3 haute performance qui permet la validation d'appareils FR3 précocement en R&D
  • Une complexité réduite avec un testeur tout en un qui couvre les FR1, FR2 et FR3 et propose une prise en charge multi-bandes et multi-orbites pour le test NTN
  • Des tests matériels dans des conditions de déploiement plus réalistes avec un modèle de canal basé sur le traçage par rayon
  • Des outils intuitifs et des interfaces utilisateur basées sur le web améliorent l'utilisabilité et l'évolutivité
  • La prise en charge globale de l'ingénierie d'application pour vous aider à obtenir le meilleur de nos solutions

Discutez de vos besoins en test FR3 avec nos experts.

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