MWC Barcelona 2025: Qualcomm prezentuje przyszłość technologii bezprzewodowych

Dzięki inteligentnym urządzeniom i wszechobecnemu bezprzewodowemu dostępowi do chmury nasze dzisiejsze życie jest uzależnione od stałej łączności bardziej niż kiedykolwiek wcześniej. Od połączeń głosowych i dostępu szerokopasmowego na naszych smartfonach i laptopach, po połączone samochody i niezliczoną ilość urządzeń IoT, łączność bezprzewodowa stała się kręgosłupem nowoczesnej innowacji. Patrząc w przyszłość, postęp technologii bezprzewodowej będzie miał kluczowe znaczenie dla współczesnego, coraz bardziej połączonego społeczeństwa. Qualcomm głęboko wierzy w wartość, jaką niesie możliwość zastosowania sztucznej inteligencji w urządzeniach brzegowych.

Podstawowa ewolucja bezprzewodowa

Qualcomm kontynuuje wysiłki nakierowane na dalszy rozwój potencjału technologii bezprzewodowej, w dalszym ciągu koncentrując się na wzmacnianiu podstawowych elementów systemu . Firma nazywa ten kierunek badań ścieżką ‘ewolucyjną’, w której stopniowo poprawia wydajność i efektywność systemu. W roku 2025 Qualcomm skupia się na dwóch najbardziej podstawowych możliwościach sieci bezprzewodowej - zasięgu i pojemności.

• Poprawa zasięgu jest jednym z najważniejszych obszarów badań nad sieciami bezprzewodowymi. Obecnie sieci wdrożone w niższym paśmie, zwykle poniżej 1 GHz i między 1 a 2 GHz, mają największy zasięg, ponieważ tego typu sygnały dobrze rozprzestrzeniają się w wolnej przestrzeni i przez przeszkody. Jednak pasma FDD i niższe TDD mają z natury ograniczoną przepustowość. Pojawienie się na horyzoncie 6G stwarza okazję do przeprojektowania interfejsu powietrznego w celu wprowadzenia nowych technik, które mogą zwiększyć wydajność widmową i poprawić zasięg we wszystkich pasmach. Oprócz ulepszania sieci naziemnych Qualcomm rozwija również technologię satelitarną 5G (zwaną również siecią pozaziemską lub non-terrestrial network NTN), co ma na celu zniwelowanie luki zasięgu w odległych obszarach i nad oceanami. Bezproblemowa integracja sieci naziemnych i satelitarnych może zapewnić pełen zasięg.
• Rozszerzanie pojemności w celu zaspokojenia przyszłego zapotrzebowania na dane. W miarę rozwoju sieci bezprzewodowych, obsługujących więcej użytkowników, urządzeń i usług, zapotrzebowanie na większą pojemność jest oczywiste. Oprócz wysiłków na rzecz poprawy wydajności widmowej w istniejących pasmach Qualcomm rozwija również projekty systemów MIMO, aby obsługiwać nowe widmo w górnym paśmie średnim (tj. 7-15 GHz). To nowe pasmo FR3 może zapewnić ~400 MHz nowej szerokości pasma. Zaawansowane symulacje i bezprzewodowe testy systemu FR3 Giga-MIMO wskazały na znaczny wzrost przepustowości i zasięg porównywalny z pasmem poniżej 7 GHz. Trwa też współpraca z regulatorami widma i liderami branży, aby przygotować to pasmo na 6G.

Ponadto, szybko rośnie zapotrzebowanie na łączność hiperlokalną w centrach danych. Wprowadzenie łączności bezprzewodowej w centrach danych w celu uzupełnienia istniejących łączy światłowodowych może przynieść korzyści. Na przykład widmo mmWave (24 GHz i powyżej) i sub-THz (100 GHz i powyżej) może zapewnić znaczną dodatkową pojemność, ze zmienną kierunkowością, potrzebną do zaspokojenia zmieniających się wymagań.

Optymalizacja operacyjna sieci bezprzewodowej

Z puntu widzenia zasadniczej wydajności sieci bezprzewodowej, równie ważne jak przesuwanie granic technologicznych jest osiąganie nowych poziomów wydajności całego systemu, od początku do końca. Wyzwania optymalizacji sieci są często złożone i wymagają zarówno rozwiązań predykcyjnych jak i rozwiązań działających w czasie rzeczywistym. Aby sprostać tym wyzwaniom, Qualcomm wykorzystuje takie technologie jak cyfrowe bliźniaki i sztuczna inteligencja (AI).

Nie ma wątpliwości, że rozwój AI przekształca nasz świat, odblokowując nowe doświadczenia i aplikacje. W świecie technologii bezprzewodowej AI ma potencjał, aby zrewolucjonizować projektowanie i działanie systemów. Wizja Qualcomm 6G to natywny system AI, w którym AI jest płynnie integrowana w wielu warstwach sieci i urządzeniach. Oczekuje się, że przyszłe sieci będą się uczyć i dostosowywać, wykorzystując natywne protokoły AI, które mogą umożliwić sieci dynamiczne dostosowywanie jej parametrów w oparciu o warunki w czasie rzeczywistym, takie jak obciążenie ruchem, mobilność użytkowników i poziomy zakłóceń. Umożliwia to optymalizację wydajności dla każdego indywidualnego użytkownika, aplikacji i urządzenia. Aby zrealizować tę wizję, kluczowe badania skupiają się na tym, w jaki sposób może współpracować AI wbudowane w sieci i urządzenia, aby zapewnić realne korzyści systemowe. Prace te rozpoczęły się już od zaprojektowania dwustronnego sprzężenia zwrotnego AI (channel state feedback, CSF), wykorzystywanej w zaawansowanych sieciach 5G. Obecnie Qualcomm współpracuje ściśle z liderami branży, takimi jak Nokia Bell Labs i Rohde & Schwarz, aby zademonstrować korzyści i skalowalność nowego projektu interfejsu powietrznego ulepszonego przez AI.

Realizacja wydajności systemu w czasie rzeczywistym

Cyfrowy bliźniak fizycznej sieci bezprzewodowej może być wykorzystany do umożliwienia podejmowania świadomych decyzji, odgrywając kluczową rolę w optymalizacji wydajności systemu. Jednym z potencjalnych przypadków jego użycia jest poprawa dostarczania i wydajności segmentacji sieci dla aplikacji o niskim opóźnieniu za pomocą cyfrowego bliźniaka sieci o wysokiej wierności. Rozwiązanie Qualcomm do zarządzania usługami i koordynacji (service management and orchestration, SMO) oparte na O-RAN łączy usługę cyfrowego bliźniaka i AI oraz interfejsy z automatyzacją RAN w celu oceny, tworzenia i zarządzania segmentami sieci na dużą skalę za pomocą prognoz KPI opartych na danych.

Zastosowanie cyfrowych bliźniaków obejmuje również bezprzewodowe operacje radiowe. Badania firmy skupiają się na ich wpływie na wydajność analogowego kształtowania wiązki w masowych wdrożeniach MIMO. Prowadzone próby wskazują na dwa główne tryby działania - kształtowanie wiązki z uwzględnieniem dystrybucji użytkownika z półstatyczną książką kodową oraz dynamiczne kształtowanie wiązki specyficzne dla użytkownika, realizowane w celu uzyskania jeszcze bardziej szczegółowych poziomów dostosowywania i bardziej responsywnej sieci.

Immersyjna komunikacja na dużą skalę

Qualcomm pracuje nad rozwiązaniami umożliwiającymi mobilne doświadczenia nowej generacji, między innymi z zastosowaniem rozszerzonej rzeczywistości (extended reality, XR). Dostarczanie wysokiej wierności, immersyjnej komunikacji na dużą skalę wymaga powstania nowych, rozproszonych i przestrzennych architektur obliczeniowych. Aby przyszłość immersyjnej komunikacji stała się rzeczywistością, Qualcomm współpracuje z dostawcami infrastruktury, producentami urządzeń i dostawcami oprogramowania. Prowadzone prace wykorzystują przetwarzanie w chmurze na urządzeniu oraz obliczenia brzegowe, połączone za pomocą komunikacji bezprzewodowej o niskim opóźnieniu.

Integracja bezprzewodowego wykrywania z komunikacją

Kolejnym kierunkiem rozwoju jest wykorzystanie istniejącej infrastruktury bezprzewodowej do celów wykraczających poza komunikację - RF może być również zastosowane do wykrywania obiektów i ruchów. Jednym z głównych przypadków użycia jest poprawa komunikacji bezprzewodowej poprzez głębsze zrozumienie środowiska, takiego jak lokalizacje przeszkód. To podejście może przynieść ważne korzyści, takie jak oszczędność energii urządzenia. W prowadzonych pracach Qualcomm używa śledzenia za pomocą promieni w czasie rzeczywistym, aby tworzyć wierny obraz cyfrowego bliźniaka rzeczywistości.

Źródło: MWC Barcelona 2025: Technologies advancing us to the next era of wireless connectivity © Qualcomm