Частотный спектр – основной актив мобильных сетей. Каждое поколение мобильных сетей отличается от предыдущих прежде всего новым частотным спектром, позволяющим в полной мере использовать преимущества новых технологий.

Сети 6G также не являются исключением, более того, по сравнению с предыдущими поколениями возможный частотный спектр будет расширен в них как никогда ранее. Ожидается, что основными новыми полосами спектра в 6G будут:

• Средний спектр на частоте 7–20 ГГц для плотной городской застройки.

• Новый низкий спектр на частоте 470–694 МГц для максимального покрытия, прежде всего, в случае чрезвычайных ситуаций и максимально широкого покрытия.

• Новый терагерцовый (ТГц) спектр выше 90 ГГц для максимальных пиковых нагрузок передачи данных.

Новые диапазоны 6G показаны на рисунке ниже в виде «свадебного торта». Спектр 7–20 ГГц является основным средством повышения пропускной способности, обеспечивающий компромисс между максимальной пропускной способностью и хорошим покрытием. Максимальное покрытие может быть обеспечено на частотах ниже 1 ГГц, а экстремальные скорости передачи данных — за счет диапазона выше 90 ГГц.

В зависимости от доступности спектра, сети 5G-Advanced могут сначала быть развернуты в одних из этих новых диапазонов, показанных в «торте 6G» серым цветом. Ширина «торта» иллюстрирует рост покрытия соты.

Емкость можно увеличить за счет расширения полосы частотного спектра на канал и применения систем с более высокой спектральной эффективностью, более крупными антенными решетками, а также новыми радио-технологиями.

С каждым поколением мобильных сетей расширилась полоса несущей: 2G (полоса 0,2 МГц) и 3G (полоса 5 МГц), полоса частот с компонентной несущей 4G (20 МГц) и 5G (100 МГц). В то же время спектральная эффективность существенно улучшилась, главным образом, за счет использования большего количества антенных элементов: если 4G использует антенны MIMO 2×2 и MIMO 4×4, то в 5G используется Massive MIMO (до 200 антенных элементов) и до 64 приёмопередатчиков TRX на одну антенну.

Такая же эволюция продолжится и в 6G с масштабированием полосы пропускания до 400 МГц и выше и использования антенн MIMO до 1024 антенных элементов. Это позволит увеличить среднюю спектральную эффективность с 10 бит/с/Гц до 50 бит/с/Гц за счет использования очень узких лучей в антеннах т.н. Extreme-MIMO, что позволит мультиплексировать большое количество устройств в одной соте, используя одни и те же частотно-временные ресурсы.

Такое 5-кратное увеличение спектральной эффективности также потребует более крупных антенных решеток на терминалах по сравнению с 5G. Целевые показатели пропускной способности соты нисходящей линии (downlink) 6G показаны на рисунке ниже.