Dans la technologie de positionnement intérieur à ondes millimétriques 6G, la technologie de positionnement représente la direction de pointe des communications et du positionnement de nouvelle génération, l'intégration des deux. Par rapport à la 5G, les ondes millimétriques 6G présenteront des améliorations significatives en termes de précision de positionnement, de délai et de bande passante. On espère qu’il pourra atteindre un positionnement de haute précision au niveau centimétrique, voire millimétrique, dans des environnements intérieurs complexes. Cette technologie est non seulement étroitement liée à l'augmentation de la vitesse de communication, mais sa valeur fondamentale est d'utiliser les caractéristiques des ondes électromagnétiques à haute fréquence pour reconstruire les capacités de perception de l'espace intérieur, apportant ainsi des impacts transformateurs dans de nombreux domaines tels que la fabrication, l'entreposage et la logistique intelligents, ainsi que la surveillance médicale.
Comment l’onde millimétrique 6G peut obtenir un positionnement de plus grande précision
L'onde millimétrique 6G utilise les caractéristiques des ondes électromagnétiques de la bande de 30 fréquences pour obtenir un positionnement de super-résolution grâce à une bande passante ultra-large et une longueur d'onde extrêmement courte. Contrairement au positionnement Wi-Fi et Bluetooth traditionnel qui repose sur la force du signal, le positionnement par ondes millimétriques repose principalement sur des principes tels que la formation de faisceau, la mesure de l'angle d'arrivée et l'interférence de phase. Dans les environnements intérieurs, les stations de base à ondes millimétriques peuvent reconstruire les canaux grâce à des surfaces réfléchissantes intelligentes, maintenant ainsi la stabilité du positionnement même sur des chemins non directs.
Une fois effectivement déployé, le système relèvera globalement les défis posés par l’effet multitrajet et convertira les signaux d’interférence en sources d’informations de positionnement. À l’aide de réseaux d’antennes distribuées et d’algorithmes intelligents, il peut suivre en temps réel de petits changements de position de cibles mobiles. Cette technologie est particulièrement adaptée aux scénarios industriels avec des exigences de précision extrêmement élevées, tels que l'assemblage de précision de robots, le positionnement spatial AR/VR, etc., et l'erreur peut être contrôlée à quelques centimètres près.
Quelle prise en charge matérielle est nécessaire pour l’onde millimétrique 6G en intérieur ?
La réalisation du positionnement intérieur à ondes millimétriques 6G nécessite une nouvelle architecture matérielle. Cette architecture matérielle comprend des antennes multiéléments intégrées, des réflecteurs intelligents et des modules frontaux térahertz. L'antenne réseau phasée peut contrôler électroniquement la direction du faisceau et balayer rapidement l'espace sans rotation mécanique. Le réflecteur intelligent est composé de métamatériaux et a pour fonction d'ajuster programmablement les caractéristiques de propagation des ondes électromagnétiques, ce qui peut améliorer considérablement les angles morts de la couverture de positionnement.
Ce matériel doit prendre en charge des taux de transmission de données élevés et maintenir une faible consommation d'énergie. Le principal défi actuel est de savoir comment intégrer un grand nombre d’éléments d’antenne dans des dispositifs miniaturisés et résoudre le problème inhérent de perte de pénétration des ondes millimétriques. À l’avenir, la conception matérielle aura tendance à utiliser des puces térahertz à base de silicium et une technologie d’emballage tridimensionnel pour réduire les coûts de production de masse et améliorer la fiabilité.
À quels défis techniques le positionnement par ondes millimétriques 6G est-il confronté ?
Lorsque les signaux à ondes millimétriques se propagent à l’intérieur, ils sont facilement affectés par des obstacles tels que des corps humains et des murs, ce qui entraîne de graves pertes de pénétration et une atténuation du signal. Dans les environnements intérieurs complexes, l’effet de trajets multiples devient particulièrement important. Bien que ce problème puisse être partiellement résolu à l’aide d’algorithmes, cela nécessite une grande quantité de ressources informatiques. De plus, les signaux haute fréquence ont des exigences extrêmement élevées en matière de précision de synchronisation matérielle. De petits écarts dans l’horloge peuvent entraîner des erreurs de positionnement au niveau décimétrique.
Un autre défi majeur réside dans le conflit d’allocation des ressources entre les systèmes de positionnement et les services de communication. Le positionnement continu de haute précision nécessite l'utilisation continue de nombreuses ressources spectrales, ce qui peut affecter la transmission normale des données. Actuellement, les chercheurs développent un cadre d'intégration de communication et de navigation pour parvenir à un équilibre dynamique entre le positionnement et la communication à l'aide d'une planification intelligente des ressources, ce qui nécessite un mécanisme de collaboration de station de base plus complexe.
Quelles industries sont les plus adaptées à cette technologie ?
Le principal scénario d'application du positionnement par ondes millimétriques 6G se situe dans le domaine de la fabrication intelligente, qui permet de réaliser un suivi en temps réel des équipements, des matériaux et du personnel dans les usines automatisées au niveau millimétrique. Dans les ateliers de fabrication automobile, le système peut surveiller le processus d'assemblage de chaque pièce, améliorant ainsi la précision et l'efficacité de la production. L'industrie médicale peut l'utiliser pour le suivi des instruments chirurgicaux et la surveillance des mouvements des patients, réduisant ainsi les erreurs médicales.
Dans le secteur de l'entreposage et de la logistique, un positionnement précis peut optimiser la gestion des stocks et les itinéraires de prélèvement, augmentant ainsi l'efficacité de l'entreposage traditionnel de plus de 30 %. Le secteur de la vente au détail utilise des données géolocalisées pour analyser le comportement des consommateurs et fournir des instructions d'achat personnalisées. Cette technologie peut être utilisée dans le domaine culturel et muséal pour analyser les mouvements des visiteurs et émettre des alarmes à proximité des expositions, améliorant ainsi l'expérience de l'exposition et le niveau de sécurité.
Problèmes de confidentialité et de sécurité liés au positionnement par ondes millimétriques 6G
Les capacités de positionnement au centimètre près, capables de suivre en permanence les trajectoires de mouvements subtiles d'un individu, couvrant les gestes, les postures et d'autres caractéristiques biométriques, si ses données sont utilisées à mauvais escient, peuvent révéler des informations sensibles telles que le comportement de l'utilisateur et son état de santé. Dans un environnement de bureau, où les employeurs utilisent des systèmes de positionnement pour surveiller les activités des employés, cela est très susceptible de déclencher des conflits liés à la vie privée.
Dans le domaine de la sécurité, les signaux de positionnement sont sujets à des attaques d'usurpation d'identité. Les attaquants utilisent de faux signaux de station de base pour amener le système à générer des informations de localisation incorrectes. Dans les systèmes de contrôle industriels, de telles attaques peuvent avoir de graves conséquences. Il est nécessaire de développer un système de protection complet couvrant l'authentification de la couche physique, le positionnement crypté et la vérification multifactorielle pour rendre les résultats de positionnement authentiques et crédibles.
Quand le positionnement par ondes millimétriques 6G sera-t-il disponible dans le commerce ?
En ce qui concerne la maturité technologique, dans de telles circonstances, le positionnement par ondes millimétriques 6G devrait entrer dans la phase pré-commerciale entre 2028 et 2030 et deviendra progressivement populaire après 2030. À l'heure actuelle, la formulation standard en est encore au stade précoce de la recherche. L'Union internationale des télécommunications a achevé la définition de la vision et les normes techniques spécifiques ne seront pas gelées avant 2027. Les fabricants de puces et d'équipements doivent ensuite procéder au développement et aux tests de produits.
Le processus de commercialisation dépend de la politique d'attribution du spectre, et le processus de commercialisation dépend également de l'avancement de la construction des infrastructures. Les régulateurs de divers pays doivent coordonner les ressources en bandes d'ondes millimétriques et les opérateurs doivent déployer des réseaux de stations de base à haute densité. Les premières applications sont concentrées sur le marché des entreprises. Le domaine de la fabrication industrielle pourrait être le premier à l’adopter, et le domaine médical pourrait être le premier à l’adopter. Les applications grand public doivent attendre de nouvelles réductions de coûts, et les applications grand public doivent attendre une optimisation technologique.
Pour ceux d'entre vous qui lisent, à votre connaissance, dans quel environnement d'application spécifique la technologie de positionnement intérieur à ondes millimétriques 6G permettra-t-elle pour la première fois de réaliser des avancées révolutionnaires ? Vous êtes invités à partager vos opinions personnelles dans la zone de commentaires. Si vous pensez que cet article est utile, n'hésitez pas à le liker et à le partager avec d'autres amis intéressés par cette technologie.
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