Obwohl die 5G-Kommunikationssysteme (oder Mobilfunknetze der fünften Generation) erst vor kurzem eingeführt wurden und die Technologie noch in den Kinderschuhen steckt, revolutioniert sie die Art und Weise, wie Menschen mit ihrer Umwelt in Verbindung treten, und ermöglicht schnellere Internetgeschwindigkeiten und zuverlässigere Verbindungen. Die Forschung zu ihrem Nachfolger, 6G (oder Mobilfunkstandard der sechsten Generation), ist jedoch bereits in vollem Gange und wird voraussichtlich Anfang der 2030er Jahre verfügbar sein.
Es wird erwartet, dass die 6G-Technologie noch schnellere Datenübertragungsgeschwindigkeiten, geringere Latenzzeiten, höhere Bandbreiten und zuverlässigere Konnektivität als 5G bietet. In diesem Blog werden wir den aktuellen und zukünftigen Status von 6G untersuchen, einschließlich der potenziellen Funktionen, Herausforderungen und des Zeitplans für die Technologie.
Der aktuelle Stand von 6G
Es ist wichtig zu bedenken, dass 6G noch keine funktionierende Technologie ist. 6G befindet sich noch in der Anfangsphase der Entwicklung, und derzeit wird weltweit geforscht und entwickelt. Viele Unternehmen und Organisationen investieren in die Forschung zur Entwicklung von 6G, und einige Länder haben bereits mit der Planung der Entwicklung der Technologie begonnen.
Es ist schwierig, den genauen Zeitplan für 6G vorherzusagen, da sich die Technologie noch in einem frühen Stadium der Entwicklung befindet. Einige Schätzungen gehen jedoch davon aus, dass sie um 2030 kommerziell verfügbar sein könnte. Dieser Zeitplan basiert auf der Annahme, dass die Technologie weiterhin rasant voranschreitet und dass erhebliche Investitionen in Forschung und Entwicklung getätigt werden.
Viele Länder haben bereits mit der Planung für die Entwicklung von 6G begonnen, darunter China, Südkorea und Japan. In China hat die Regierung ein 6G-Forschungs- und Entwicklungszentrum eingerichtet, das sich auf die Entwicklung der für 6G erforderlichen Technologie und Infrastruktur konzentriert. In Südkorea hat die Regierung eine 6G-Taskforce ins Leben gerufen, die sich auf die Entwicklung der Technologie und des Standardisierungsprozesses konzentriert. Vor kurzem hat das US-Repräsentantenhaus wieder eingeführt den Future Uses of Technology Upholding Reliable and Enhanced (FUTURE) Networks Act, der die Federal Communications Commission (FCC) anweist, Branchenführer, öffentliche Interessengruppen und Regierungsexperten zusammenzubringen, um eine 6G-Taskforce einzurichten.
6G Vorteile
Der Markt für die 6G-Technologie wird voraussichtlich erhebliche Fortschritte bei der Bildgebung und Standortbestimmung ermöglichen. In Verbindung mit künstlicher Intelligenz (KI) wird die 6G-Infrastruktur in der Lage sein, die besten Orte für die Datenverarbeitung, -speicherung, -verarbeitung und -freigabe zu lokalisieren.
Außerdem wurden in vielen Forschungsarbeiten verschiedene Technologien und Ansätze für 6G vorgeschlagen. Zu den wichtigsten Fortschritten, die durch 6G ermöglicht werden, gehören zellfreies Massive MIMO, holografische Kommunikation, optische/sichtbare Lichtkommunikation, Terahertz-Frequenznetze und der Einsatz von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen zur Optimierung der Netzleistung und -effizienz.
Zellfreies Massive MIMO ist eine wichtige Kerntechnologie für 6G-Netze, die eine Lösung zur Verbesserung der Abdeckung und Effizienz der drahtlosen Übertragung bieten kann.
Holografische Kommunikation hat das Potenzial, die Art und Weise, wie Menschen miteinander kommunizieren, zu verändern. Menschen werden in der Lage sein, dreidimensionale Darstellungen von sich selbst in Echtzeit zu erstellen und auszutauschen. Diese Technologie könnte für virtuelle Sitzungen, Fernoperationen und andere Anwendungen genutzt werden.
Die optische/sichtbare Lichtkommunikation (VLC) wurde als mögliche Lösung zur Erhöhung der Datenraten und Systemkapazität in 6G-Netzen erkannt. Sie bietet eine hohe Frequenzbandbreite im Bereich von 430 THz bis 790 THz.
Terahertz-Frequenznetze sind ein weiteres potenzielles Merkmal von 6G und könnten schnellere Datenübertragungsgeschwindigkeiten und höhere Bandbreiten ermöglichen. Terahertz-Frequenznetze arbeiten mit Frequenzen zwischen 300 GHz und 3 THz, was deutlich höher ist als die in der 5G-Technologie verwendeten Frequenzen. Dies bedeutet, dass Terahertz-Frequenznetze schnellere Datenübertragungsgeschwindigkeiten und eine höhere Bandbreite ermöglichen könnten. Aktuelle Prognosen gehen davon aus, dass 6G 100 Mal schneller sein wird als 5G. Samsung Electronics hat kürzlich getestet, dass die 6G-Technologie 50-mal schneller ist als 5G.
Der Einsatz von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen zur Optimierung der Netzleistung und -effizienz ist ein weiteres potenzielles Merkmal von 6G. Mithilfe von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen können Netzwerke optimiert werden, um eine bessere Konnektivität, höhere Geschwindigkeiten und einen zuverlässigeren Service zu bieten. Dies könnte zu einem effizienteren und effektiveren drahtlosen Netzwerk führen. Es wird erwartet, dass die 6G-Umgebung die Bereiche Verkehr/Infrastruktur, Fertigung, Landwirtschaft, Gesundheitswesen, Energie und Unterhaltung revolutionieren wird.
6G-Herausforderungen
Auch wenn 6G eine aufregende Zukunft für die Mobilfunktechnologie darstellt, gibt es noch technische und regulatorische Herausforderungen, die bewältigt werden müssen, bevor die Technologie Realität werden kann. Einige der wichtigsten Herausforderungen von 6G sind:
Technische Herausforderungen
Eine der größten technischen Herausforderungen für 6G ist die Entwicklung der Technologie für den Betrieb bei Terahertz-Frequenzen. Terahertz-Frequenzen sind wesentlich höher als die in der 5G-Technologie verwendeten Frequenzen und könnten ultrahohe Geschwindigkeiten und enorme Kapazitäten über kurze Entfernungen ermöglichen. Allerdings sind Terahertz-Frequenzen sehr anfällig für Störungen durch Umwelteinflüsse wie Wasserdampf und atmosphärische Gase, die die Qualität des Signals beeinträchtigen können. Hinzu kommt die Herausforderung, den Platzbedarf in Geräten für mehrere Funkchips zu bewältigen.
Herausforderungen für die Infrastruktur
Eine weitere Herausforderung bei 6G ist die Entwicklung der Infrastruktur zur Unterstützung der Technologie. Für 6G werden neue Mobilfunktürme, Basisstationen und andere Geräte benötigt. Außerdem muss die Infrastruktur für die höheren Frequenzen entwickelt werden, die bei 6G zum Einsatz kommen, was einen erheblichen Forschungs- und Entwicklungsaufwand erfordert.
Regulatorische/Sicherheitsherausforderungen
Mit 6G sind auch erhebliche regulatorische Herausforderungen verbunden. Viele Länder auf der ganzen Welt sind noch dabei, Vorschriften für 5G zu entwickeln. Es wird wahrscheinlich mehrere Jahre dauern, bis die Länder Vorschriften für 6G entwickeln. Darüber hinaus gibt es erhebliche Bedenken hinsichtlich des Datenschutzes und der Sicherheit im Zusammenhang mit 6G, die von den Regulierungsbehörden berücksichtigt werden müssen. Da 6G beispielsweise ein offeneres Netz als 5G sein soll, werden die derzeitigen Sicherheitsmaßnahmen nicht ausreichen, um das Netz vor Eindringlingen von außen zu schützen. Es werden neue Sicherheitssysteme entwickelt werden müssen, die Bedrohungen schnell erkennen und beseitigen können.
Forschungsinitiativen und Hauptakteure der 6G-Technologie
Forschungsinitiativen zu 6G werden immer beliebter, da Regierungen auf der ganzen Welt bestrebt sind, die neue Technologie vor ihren Konkurrenten einzuführen, insbesondere zwischen den Vereinigten Staaten und China. China hat nach eigenen Angaben bereits einen 6G-Versuchssatelliten in die Umlaufbahn gebracht. Die CNIPA (China National Intellectual Property Administration) gab bekannt, dass sie 35 % der weltweit 38.000 Patente im Zusammenhang mit 6G besitzt.
In den USA werden die 6G-Bemühungen in erster Linie vom privaten Sektor getragen. Die U.S. National Science Foundation hat sich mit anderen Bundesbehörden und der Privatwirtschaft zusammengetan, um das Programm RINGS (Resilient and Intelligent Next-Generation Systems) zu gründen, das Projekte im Wert von 40 Millionen Dollar finanziert. Die US-Mobilfunkunternehmen investieren in ihre eigene 6G-Entwicklung. Insbesondere AT&T, Verizon und T-Mobile sind für die Next G Alliance verantwortlich, eine Zusammenarbeit der Industrie mit ATIS, um die 6G-Forschung in Nordamerika zu organisieren und zu beschleunigen.
In Europa ist die Forschung in vollem Gange, unterstützt durch Fördermittel in Höhe von 100 Millionen Euro und gemeinsame Initiativen wie die von der EU finanzierte Hexa-X-Initiative mit Beiträgen von Unternehmen wie Nokia und Ericsson.
Die 6G-Patentlandschaft
Es ist allgemein anerkannt, dass die Entwicklung der Patentanmeldungen ein wichtiger Indikator für FuE-Investitionen und technologische Innovationen ist. Außerdem müssen alle Akteure, die von den 6G-Technologien profitieren wollen, die Patentlandschaft durchdringen. MaxVal hat eine Untersuchung der 6G-Technologien und -Anwendungen durchgeführt, um die Patentanmeldungsaktivitäten zu ermitteln und einen Einblick in die wichtigsten Akteure und Technologietrends im 6G-Bereich zu erhalten.
Generell sind die Anmeldungen im Zusammenhang mit 6G im Jahr 2018 explodiert, und alles deutet darauf hin, dass die Anmeldungen in diesem Bereich weiter zunehmen werden. Diese Patente umfassen sowohl grundlegende 6G-Technologien als auch solche, die sich auf 6G-Anwendungen beziehen (ABB. 1).
Abb. 1: Diese Grafik zeigt den Trend bei den Anmeldungen im 6G-Bereich in den letzten 10 Jahren (links). Auch die Anmeldungen im Terahertz-Bereich weisen einen ähnlichen Trend auf (rechts). Die Daten für 2022-2023 sind aufgrund der verspäteten Veröffentlichung unvollständig.
China hat die USA bei den 6G-Anmeldungen überflügelt (siehe unten).
Abb. 2: Diese Grafik zeigt die ersten Anmeldungen im Zusammenhang mit 6G in verschiedenen Ländern (links). Auch bei den Anmeldungen im Terahertz-Bereich zeigt sich, dass die meisten Anmeldungen aus China stammen (rechts).
Interessanterweise liegt Huawei bei der Betrachtung der Anmeldedaten auf einer detaillierteren Ebene an zweiter Stelle, während der erste unddritte Platz von den südkoreanischen Unternehmen LG und Samsung Electronics gehalten werden. (siehe unten).
Abb. 3: Dieses Diagramm zeigt die wichtigsten Akteure im Bereich 6G weltweit (links). Die Anmeldungen im Terahertz-Bereich zeigen verschiedene Akteure, die sich auf diese Technologien konzentrieren (rechts).
Abb. 4: Dieses Diagramm zeigt den Trend bei den Anmeldungen der 20 wichtigsten Rechtsnachfolger in den letzten 10 Jahren (links). Das untere Diagramm zeigt die 20 wichtigsten Anmelder mit Terahertz-Familien in den letzten 10 Jahren (rechts). Die Daten für 2022-2023 sind aufgrund der verzögerten Veröffentlichung unvollständig.
Schlussfolgerung
Trotz dieser Herausforderungen ist der Optimismus und die Begeisterung für die Entwicklung von 6G groß. 6G stellt eine aufregende Zukunft für die Mobilfunktechnologie dar und hat das Potenzial, die Art und Weise, wie Menschen leben und arbeiten, zu revolutionieren. Es kann zwar noch einige Jahre dauern, bis die Technologie kommerziell verfügbar ist, aber die potenziellen Vorteile von 6G machen sie zu einer Technologie, in die es sich lohnt zu investieren und sie zu erforschen. Da die Technologie weiter voranschreitet, ist es wahrscheinlich, dass 6G eine immer wichtigere Rolle bei der Art und Weise spielen wird, wie Menschen miteinander und mit der Welt um sie herum in Verbindung treten.
Wenden Sie sich an uns, um einen vollständigen Bericht über die Patentlandschaft zu 6G-Technologien zu erhalten. Besuchen Sie unsere Seite Patentrecherche und -analyse, um sich über unseren Stand der Technik und andere Recherchedienste zu informieren.
