{"id":52814,"date":"2021-11-23T11:34:35","date_gmt":"2021-11-23T14:34:35","guid":{"rendered":"https:\/\/www.eldorado.org.br\/blog\/novas-redes-moveis-6g-tecnologia-e-previsoes\/"},"modified":"2022-03-03T16:18:54","modified_gmt":"2022-03-03T19:18:54","slug":"novas-redes-moveis-6g-tecnologia-e-previsoes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.eldorado.org.br\/en\/blog\/novas-redes-moveis-6g-tecnologia-e-previsoes\/","title":{"rendered":"Novas Redes M\u00f3veis 6G : Tecnologia e Previs\u00f5es"},"content":{"rendered":"

Com a prolifera\u00e7\u00e3o da Internet das Coisas (IoT), Intelig\u00eancia Artificial, Blockchain, AR\/VR, Big Data e outras tecnologias disruptivas v\u00e1rios servi\u00e7os est\u00e3o surgindo com caracter\u00edsticas e requisitos totalmente diferentes, que n\u00e3o podem ser totalmente suportados pela atual 5\u00aa gera\u00e7\u00e3o de redes celulares m\u00f3veis (5G). A futura 6\u00aa gera\u00e7\u00e3o (6G) dever\u00e1 ter a capacidade de suportar servi\u00e7os novos e alguns at\u00e9 mesmo desconhecidos, com fortes mudan\u00e7as nos requisitos. Portanto, al\u00e9m de aumentar sua capacidade em 10-100 vezes em compara\u00e7\u00e3o com 5G, as redes 6G tamb\u00e9m devem ser inteligentes e abertas para se adaptar aos servi\u00e7os em constante mudan\u00e7a, o que requer o que foi definido pelo IEEE como 3CS: <\/span>collaborative cognitive communication services.<\/span><\/i><\/p>\n

Com a implanta\u00e7\u00e3o global do 5G em ritmo forte, as iniciativas de pesquisa para 6G t\u00eam atra\u00eddo ampla aten\u00e7\u00e3o tanto da academia quanto da ind\u00fastria, dedicando-se a identificar os principais drivers, requisitos de desempenho e inova\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas.\u00a0<\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

As redes 6G ser\u00e3o as sucessoras das atuais tecnologias celulares 4G e 5G. As redes 6G ser\u00e3o capazes de usar frequ\u00eancias mais altas do que as redes 5G, fornecendo capacidade substancialmente maior com <\/span>delay<\/span><\/i> (lat\u00eancia) muito menor. Um dos objetivos das redes 3GPP 6G ser\u00e1 oferecer suporte a uma comunica\u00e7\u00e3o com delay na faixa dos microssegundos: isso \u00e9 1.000 vezes mais r\u00e1pido do que o oferecido pelas redes 5G atuais.<\/span><\/p>\n

Espera-se que as tecnologias envolvidas nas futuras redes 6G ofere\u00e7am suporte para grandes melhorias em imagem, tecnologia de presen\u00e7a e de localiza\u00e7\u00e3o. Trabalhando em conjunto com a intelig\u00eancia artificial (IA), a infraestrutura computacional do 6G determinar\u00e1 de forma aut\u00f4noma o melhor local para a computa\u00e7\u00e3o ocorrer – isso inclui decis\u00f5es sobre armazenamento, processamento e compartilhamento de dados.<\/span><\/p>\n

Para construir uma rede 6G inteligente e aberta, cada n\u00f3 deve ser equipado com recursos de comunica\u00e7\u00e3o, computa\u00e7\u00e3o e armazenamento em cache suficientes para suportar opera\u00e7\u00f5es inteligentes e auto-evolu\u00e7\u00e3o. Todos os recursos 3C na rede podem ser utilizados de forma colaborativa por meio de v\u00e1rias tecnologias inovadoras para permitir uma rede 6G inteligente e aberta.<\/span><\/p>\n

A computa\u00e7\u00e3o de borda (MEC – <\/span>multi-access edge computing<\/span><\/i>) ser\u00e1 incorporada a todas as redes 6G, em seguimento ao que j\u00e1 ocorre nas atuais redes 5G. A MEC ser\u00e1 integrada como parte de uma estrutura combinada de infraestrutura de comunica\u00e7\u00e3o \/ computa\u00e7\u00e3o quando as redes 6G forem implantadas. Essa abordagem fornecer\u00e1 muitas vantagens potenciais, \u00e0 medida que a tecnologia 6G se tornar operacional, incluindo acesso aprimorado aos recursos de IA.<\/span><\/p>\n

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O que dever\u00e1 mudar para o 6G?<\/b><\/p>\n

6G \u00e9 a gera\u00e7\u00e3o de rede m\u00f3vel que nos ajudar\u00e1 com os desafios que enfrentaremos em 2030 e al\u00e9m. As comunica\u00e7\u00f5es m\u00f3veis desempenhar\u00e3o um papel ainda maior em nossas atividades di\u00e1rias do que hoje.<\/span><\/p>\n

Isso significa que o 6G ter\u00e1 que atingir muito mais objetivos do que apenas fornecer acesso r\u00e1pido \u00e0 Internet m\u00f3vel.\u00a0<\/span><\/p>\n

A converg\u00eancia dos mundos f\u00edsico, humano e digital em 6G exigir\u00e1 suporte para comunica\u00e7\u00e3o imersiva, cogni\u00e7\u00e3o e intelig\u00eancia conectada; <\/span><\/p>\n

Para fornecer flexibilidade, a programabilidade deve estar no centro do 6G; <\/span><\/p>\n

O 6G precisa oferecer suporte a servi\u00e7os ponta a ponta determin\u00edsticos; <\/span><\/p>\n

O 6G precisa fornecer sensoriamento e comunica\u00e7\u00e3o integrados, o que permitir\u00e1 localiza\u00e7\u00e3o de alta precis\u00e3o e servi\u00e7os de sensoriamento de alta resolu\u00e7\u00e3o; <\/span><\/p>\n

O 6G desempenhar\u00e1 um papel ambicioso em rela\u00e7\u00e3o ao meio-ambiente, reduzindo gastos em energia, recursos e emiss\u00f5es e melhorando a sustentabilidade em v\u00e1rias partes da sociedade e da ind\u00fastria; <\/span><\/p>\n

O 6G precisa se tornar uma infraestrutura verdadeiramente confi\u00e1vel que se tornar\u00e1 a base das sociedades do futuro; <\/span><\/p>\n

Finalmente, para garantir que o 6G possa ser inclusivo para todas as pessoas em todo o mundo, ele precisa ser escalon\u00e1vel e acess\u00edvel.\u00a0<\/span><\/p>\n

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KPIs e Enablers do 6G<\/b><\/p>\n

O 6G precisa melhorar significativamente os KPIs que o 5G pode atingir agora. Novos n\u00edveis de capacidade e lat\u00eancia estender\u00e3o o desempenho de aplicativos 5G e expandir\u00e3o o escopo de recursos para oferecer suporte a aplicativos inovadores em conectividade sem fio, cogni\u00e7\u00e3o, detec\u00e7\u00e3o e imagem.<\/span><\/p>\n

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6G deve suportar taxas de dados na casa de 1 TByte\/s;<\/span><\/p>\n

O delay poder\u00e1 atingir, em alguns <\/span>usecases<\/span><\/i>, valores de microssegundos;<\/span><\/p>\n

A precis\u00e3o de localiza\u00e7\u00e3o atingir\u00e1 novos patamares, ao redor de cent\u00edmetros;<\/span><\/p>\n

A capacidade atingir\u00e1 150 Tbit\/s\/km\u00b2;<\/span><\/p>\n

A combina\u00e7\u00e3o de frequ\u00eancias sub-mmWave e a possibilidade de seletividade de frequ\u00eancias no deployment das redes \u2013 de acordo com as taxas de absor\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica dos diferentes materiais – pode levar a avan\u00e7os significativos na experi\u00eancia dos usu\u00e1rios.<\/span><\/p>\n

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Muitos pesquisadores propuseram o acesso m\u00faltiplo n\u00e3o ortogonal (NOMA) como um novo esquema promissor para as redes m\u00f3veis 6G. No NOMA, todos os usu\u00e1rios t\u00eam permiss\u00e3o para acessar o recurso completo (banda de frequ\u00eancia) simultaneamente. Alguns pesquisadores sugeriram o acesso m\u00faltiplo de divis\u00e3o de taxa (RSMA) como uma nova tecnologia de acesso para sistemas de comunica\u00e7\u00e3o 6G. Tanto o NOMA quanto o RSMA contam com cancelamentos de interfer\u00eancia sucessivos (SIC) para decodificar as informa\u00e7\u00f5es para o usu\u00e1rio. RSMA usa os SICs para decodificar a mensagem comum primeiro e depois decodificar a mensagem privada. Ambos os esquemas precisam ser amadurecidos o suficiente antes da implanta\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica. Uma nova interface a\u00e9rea definida por software baseada em IA foi proposta, onde os autores projetam um sistema de comuta\u00e7\u00e3o de interface a\u00e9rea inteligente para aprimoramento de QoS do usu\u00e1rio.<\/span><\/p>\n

A lat\u00eancia da rede em 6G ser\u00e1 minimizada pelo uso de processadores super-r\u00e1pidos e de alto poder computacional, tanto na rede quanto nos dispositivos finais.\u00a0<\/span><\/b><\/p>\n

Esfor\u00e7os de Pesquisa e Padroniza\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n

Visando a padroniza\u00e7\u00e3o do 6G, a Uni\u00e3o Internacional de Telecomunica\u00e7\u00f5es (UIT) estabeleceu um grupo de estudos para a <\/span>Network 2030<\/span><\/i>.\u00a0<\/span><\/p>\n

A Universidade de Oulu, Finl\u00e2ndia, lan\u00e7ou um projeto <\/span>6G Flagship<\/span><\/i>, em parceria com institutos acad\u00eamicos e empresas em todo o mundo. Essas organiza\u00e7\u00f5es se concentram em explorar a futura arquitetura de rede e habilitar tecnologias para novos servi\u00e7os 6G, como comunica\u00e7\u00f5es hologr\u00e1ficas e comunica\u00e7\u00f5es cr\u00edticas com baix\u00edssimo delay.\u00a0<\/span><\/p>\n

Nos Estados Unidos, a <\/span>Federal Communications Commission<\/span><\/i> (FCC) decidiu abrir o espectro TeraHertz (THz) para 6G e sugeriu o uso de <\/span>blockchain<\/span><\/i> para permitir o compartilhamento flex\u00edvel e din\u00e2mico do espectro. Enquanto isso, a comunica\u00e7\u00e3o por sat\u00e9lite \u00e9 tida como uma das caracter\u00edsticas principais do 6G, para formar redes integradas espa\u00e7o-ar-solo e fornecer uma cobertura completa em todo o mundo.\u00a0<\/span><\/p>\n

A NetworldEurope publicou uma nova Agenda de Pesquisa Estrat\u00e9gica e Inova\u00e7\u00e3o (SRIA) para o 6G, como fizeram no in\u00edcio do 5G. Esse documento foi tomado como a base tecnol\u00f3gica das metas que ser\u00e3o implementadas no \u00e2mbito da Parceria de Redes e Servi\u00e7os Inteligentes (SNS) entre a Comiss\u00e3o Europeia (CE) e as empresas privadas da UE. Finalmente, um conjunto de projetos de pesquisa financiados pela UE come\u00e7ou recentemente a enfrentar os desafios do caminho para 6G, com Hexa-X como o projeto principal, e algumas grandes empresas privadas de Tecnologia da Informa\u00e7\u00e3o e Comunica\u00e7\u00e3o (TIC) t\u00eam come\u00e7ou a publicar an\u00fancios sobre programas internos com foco em 6G.\u00a0<\/span><\/p>\n

Fora da UE, outras \u00e1reas come\u00e7aram a definir a sua pr\u00f3pria vis\u00e3o sobre 6G, estabelecendo grupos de estudos e associa\u00e7\u00f5es t\u00e9cnicas. Por exemplo, nos EUA, a Next G Alliance iniciou as atividades em 2020 com o objetivo de promover a lideran\u00e7a em tecnologia m\u00f3vel da Am\u00e9rica do Norte por meio de esfor\u00e7os liderados pelo setor privado.\u00a0<\/span><\/p>\n

Na China, o Grupo de Promo\u00e7\u00e3o IMT-2030 (6G) foi estabelecido em 2019 para promover a pesquisa 6G e construir uma plataforma de interc\u00e2mbio de vis\u00e3o internacional. A China lan\u00e7ou um sat\u00e9lite de teste 6G equipado com um sistema THz, enquanto Huawei e China Global planejam lan\u00e7amentos de sat\u00e9lites 6G semelhantes em 2021.\u00a0<\/span><\/p>\n

No Jap\u00e3o, o governo anunciou recentemente um plano de 620 milh\u00f5es de US$ para promover P&D e construir uma instala\u00e7\u00e3o para desenvolver tecnologias relacionadas ao 6G. Na Coreia do Sul existe um plano para lan\u00e7ar um projeto piloto para o servi\u00e7o m\u00f3vel 6G j\u00e1 em 2028.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Use Cases em 6G<\/b><\/p>\n

O XR<\/strong> – um termo abrangente que engloba realidade mista, virtual e aumentada – se beneficiar\u00e1 do 6G, combinado com telas vest\u00edveis e renderiza\u00e7\u00e3o de alta resolu\u00e7\u00e3o, permitindo que as pessoas levem hologramas interativos com elas, onde quer que estejam.<\/p>\n

E-health e digital \/ bio sensing:<\/strong> com o n\u00famero crescente de infec\u00e7\u00f5es por v\u00edrus, h\u00e1 uma necessidade para o desenvolvimento de biossensores que sejam precisos, exatos, sens\u00edveis, f\u00e1ceis de usar e espec\u00edficos para detectar e monitorar doen\u00e7as infecciosas. Com o desenvolvimento do 6G, esses biossensores podem ser integrados aos smartphones para dar um alerta precoce e controlar as pandemias.<\/p>\n

Com a integra\u00e7\u00e3o de QC, ML e biotecnologia, as redes 6G podem ser capazes de detectar doen\u00e7as virais de maneira eficaz, observando a temperatura corporal de indiv\u00edduos infectados de forma eficiente. Biossensores \u00f3pticos tamb\u00e9m podem ser usados \u200b\u200bpara rastrear o funcionamento das subst\u00e2ncias utilizadas para biorreconhecimento, como anticorpos, enzimas, c\u00e9lulas inteiras e <\/span>DNAzymes<\/span><\/i>, para melhor detectar v\u00e1rias doen\u00e7as. Em outras \u00e1reas de e-health, como controle de condi\u00e7\u00f5es ambientais (por exemplo, temperatura, porcentagem de gases e condi\u00e7\u00e3o de luz), 6G tamb\u00e9m pode ser \u00fatil. Em diversas opera\u00e7\u00f5es de sa\u00fade, como atendimentos de emerg\u00eancia, exames m\u00e9dicos, limpeza de pisos contaminados e fornecimento de medicamentos em \u00e1reas rurais, a rob\u00f3tica aut\u00f4noma pode ser utilizada.\u00a0<\/span><\/b><\/p>\n

Transmiss\u00f5es hologr\u00e1ficas: <\/b>holografia \u00e9 uma t\u00e9cnica para capturar a imagem 3D completa de um objeto. Uma fotografia comum cria uma imagem bidimensional, porque registra apenas a distribui\u00e7\u00e3o de amplitude ou intensidade. J\u00e1 na holografia, tanto a intensidade quanto a fase das ondas de luz s\u00e3o registradas. Os efeitos da luz f\u00edsica, como interfer\u00eancia, reflex\u00e3o, refra\u00e7\u00e3o e difra\u00e7\u00e3o ficam registrados na holografia, e o arquivo \u00e9 chamado de holograma. \u00c9 poss\u00edvel reproduzir cada holograma repetidamente, criando uma ilus\u00e3o de presen\u00e7a f\u00edsica, j\u00e1 que o holograma possui todas as informa\u00e7\u00f5es do objeto em formas \u00f3pticas. Assim como as c\u00e2meras m\u00f3veis substitu\u00edram as c\u00e2meras est\u00e1ticas, a videochamada e a grava\u00e7\u00e3o de v\u00eddeo ser\u00e3o substitu\u00eddas pela holografia. As redes 6G dar\u00e3o suporte de comunica\u00e7\u00e3o (banda, delay) e computacional a essa tecnologia.<\/span>
\n<\/span><\/b><\/p>\n

Comunica\u00e7\u00e3o no espa\u00e7o e no mar profundo: <\/b>o turismo espacial tem um imenso potencial para a pr\u00f3xima d\u00e9cada, tanto do ponto de vista econ\u00f4mico quanto cient\u00edfico. J\u00e1 h\u00e1 algumas empresas operando o lan\u00e7amento de voos comerciais sub-orbitais para turismo espacial. Ap\u00f3s alguns lan\u00e7amentos espaciais bem-sucedidos e lucrativos, o pr\u00f3ximo passo ser\u00e1 garantir a disponibilidade de hospedagem e tamb\u00e9m de pesquisa espacial. O 6G satelital poder\u00e1 prover comunica\u00e7\u00e3o para essas opera\u00e7\u00f5es.<\/span><\/p>\n

Rob\u00f4s aut\u00f4nomos e inteligentes<\/b> poder\u00e3o ser colocados em \u00e1reas ambientais adversas para fins de comunica\u00e7\u00e3o e pesquisa. A explora\u00e7\u00e3o em alto mar, como a explora\u00e7\u00e3o de petr\u00f3leo e a explora\u00e7\u00e3o mineral, poder\u00e1 se tornar uma realidade. Rob\u00f4s e ve\u00edculos totalmente automatizados participar\u00e3o dos processos de diagn\u00f3stico, opera\u00e7\u00e3o, monitoramento e manuten\u00e7\u00e3o em tempo real de maneira muito eficiente e econ\u00f4mica. O 6G satelital poder\u00e1 prover comunica\u00e7\u00e3o para essas opera\u00e7\u00f5es.<\/span><\/p>\n

Grupos de UAVs <\/b>– <\/span>unmanned aerial vehicles:<\/span><\/i>\u00a0 por meio de hardware avan\u00e7ado, algoritmos de ML e QML, UAVs ser\u00e3o usados em v\u00e1rias opera\u00e7\u00f5es, como controle de fogo, constru\u00e7\u00e3o, primeira resposta de emerg\u00eancia e agricultura, sendo suportados por 6G.<\/span><\/p>\n

Rob\u00f3tica e ve\u00edculos automatizados para al\u00e9m da era da Ind\u00fastria 4.0: \u201c<\/b>Ind\u00fastria 4.0\u201d \u00e9 o termo usado para a 4\u00aa revolu\u00e7\u00e3o industrial, abrangendo v\u00e1rias tecnologias. As f\u00e1bricas da Ind\u00fastria 4.0 possuem m\u00e1quinas totalmente automatizadas, que podem se organizar e otimizar automaticamente, e incluem processos como computa\u00e7\u00e3o em nuvem, NFV, NW slicing e IoT industrial. 6G trar\u00e1 uma nova revolu\u00e7\u00e3o industrial denominada como <\/span>Al\u00e9m da era Industrial 4.0<\/span><\/i>.<\/span><\/p>\n

Conclus\u00f5es<\/b><\/p>\n

Espera-se que o 6G ofere\u00e7a suporte a v\u00e1rios servi\u00e7os disruptivos, com performance geral de 10 a 100 vezes maior do que 5G. Para atender a esses requisitos rigorosos, intelig\u00eancia e abertura s\u00e3o necess\u00e1rias. A converg\u00eancia 3CS \u00e9 essencial para a cria\u00e7\u00e3o do 6G: compartilhamento de espectro din\u00e2mico, computa\u00e7\u00e3o distribu\u00edda sem fio e evolu\u00e7\u00e3o inteligente de rede.\u00a0<\/span><\/p>\n

O 6G ir\u00e1 integrar ainda mais as tecnologias de comunica\u00e7\u00e3o na vida humana, trazendo novas experi\u00eancias como realidade mista e tele-presen\u00e7a, enquanto desempenha um papel importante ajudando a avan\u00e7ar para a sustentabilidade global, aumentando a produtividade em todos os setores produtivos.\u00a0<\/span><\/p>\n

Como seus predecessores, o 6G vir\u00e1 com novos desafios, particularmente larguras de banda mais amplas e frequ\u00eancias mais altas, para suportar novos casos de uso. Os desafios t\u00e9cnicos de projeto e implanta\u00e7\u00e3o ser\u00e3o gigantescos.<\/span><\/b><\/p>\n

Refer\u00eancias<\/strong><\/p>\n

https:\/\/ieeexplore.ieee.org\/document\/9144301<\/span><\/a><\/p>\n

https:\/\/ieeexplore.ieee.org\/document\/9464917<\/span><\/a><\/p>\n

https:\/\/5g-ppp.eu\/wp-content\/uploads\/2021\/06\/WhitePaper-6G-Europe.pdf<\/span><\/a><\/p>\n

https:\/\/hcis-journal.springeropen.com\/articles\/10.1186\/s13673-020-00258-2<\/span><\/a><\/p>\n

https:\/\/spectrum.ieee.org\/6g-massive-mimo-millimeter-waves-2654601284#toggle-gdpr<\/span><\/a><\/p>\n

https:\/\/www.sciencedirect.com\/science\/article\/pii\/S2352864820300237?via%3Dihub<\/span><\/a><\/p>\n

https:\/\/www.bbc.com\/news\/av\/world-asia-china-54852131<\/span><\/a><\/p>\n

https:\/\/www.microwavejournal.com\/articles\/35966-g-innovating-the-future-of-wireless-communications<\/span><\/a><\/p>\n

https:\/\/www.fcc.gov\/document\/fcc-opens-spectrum-horizons-new-services-technologies<\/span><\/a><\/p>\n

https:\/\/docs.fcc.gov\/public\/attachments\/DOC-356643A1.pdf<\/span><\/a><\/p>\n

https:\/\/www.zdnet.com\/article\/what-is-6g-if-anything-a-guide-to-what-to-expect-from-whom-and-when\/<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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