Лекция 9. Назад к основам, вперед к 6G: переосмысление OFDM для единого радиоинтерфейса

По мере перехода беспроводной индустрии от 5G-Advanced к горизонту 6G, поиск «идеальной» формы сигнала замкнул круг. Несмотря на многолетние исследования альтернативных вариантов, ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM) и его вариант с дискретным расширением спектра (DFT-s-OFDM) остаются наиболее устойчивыми и масштабируемыми основами для будущих систем. В этом смысле 6G не отказывается от прошлого, а возвращается к нему с более глубоким пониманием его ограничений. Однако радиоинтерфейс 6G не может быть просто постепенным развитием. Он должен разрешить фундаментальные противоречия между энергоэффективностью, ограничением спектра, аппаратными ограничениями, многоканальной связью и исключительной гибкостью. Фрагментированное представление о гибкости формы сигнала, представленное в 5G, оказалось недостаточным; вместо этого 6G требует единой и гибкой архитектуры формы сигнала, способной бесперебойно работать в наземных и заземляющих сетях, адаптируясь к совершенно разным возможностям устройств и требованиям к услугам. В частности, интеграция наземных сетей (TN) и неназемных сетей (NTN) вносит принципиально иные изменения в динамику канала — от сильных доплеровских сдвигов и больших задержек распространения до неоднородных бюджетов каналов связи — что напрямую бросает вызов традиционным предположениям о форме сигнала и требует более надежной, устойчивой к временным и частотным колебаниям структуры OFDM. В этом ключевом докладе представлено многомерное переосмысление OFDM и DFT-s-OFDM в рамках единой структуры 6G, где отношение пиковой мощности к средней (PAPR) и внеполосные (OOB) излучения больше не рассматриваются как вторичные помехи, а как центральные параметры проектирования. Далее исследуется, как OFDM следующего поколения может изначально поддерживать интегрированное зондирование и связь, связывая проектирование формы сигнала с характеристиками функции неоднозначности для высокоточного восприятия окружающей среды. Помимо классических перспектив, доклад освещает новые подходы к представлению, оценке и прогнозированию канала, обеспечивающие надежную работу в условиях экстремальной мобильности и плотной многоканальной связи. В докладе также представлена ​​концепция гибкой генерации волновых форм, где единая структура на основе OFDM может масштабироваться от высокоскоростных широкополосных каналов связи до сигналов сверхнизкого энергопотребления для радиомодулей пробуждения и окружающего Интернета вещей. В конечном итоге, в докладе утверждается, что OFDM не устарел, а лишь недоработан. Его эволюция в гибкую, учитывающую датчики и энергоэффективную архитектуру волновых форм станет основой 6G, обеспечивая единый, аппаратно-ориентированный и интеллектуальный радиоинтерфейс для следующего поколения беспроводных систем.