Jasny kierunek dla wspólnego rozwoju fal milimetrowych i technologii 5G
Choć sieci 4G obsługiwane przez nasze smartfony są imponujące, z trudem spełniają wymagania standardów, takich jak wideo w rozdzielczości UHD lub rzeczywistość wirtualna (VR). Sprostanie tym wymaganiom oraz szybkiemu wzrostowi ruchu, który jest z nimi związany, wymaga 10-krotnie wyższej szybkości transmisji danych niż zapewniania przez sieci 4G, jak również zwiększenia szerokości pasma ze 100 MHz do kilku GHz. Czy mobilne technologie dostępu radiowego (RAT) dla pasma fal milimetrowych są kluczowe do osiągnięcia tego celu? Pomimo potencjału pasm fal milimetrowych jeszcze dwa lata temu otaczało je wiele wątpliwości i niepewności. Pytania dotyczące częstotliwości, charakterystyki kanałów, interfejsu powietrznego, integracji z sieciami 5G lub braku obsługi sprzętowej w wyższych pasmach pozostawały bez odpowiedzi. W ramach projektu MMMAGIC główni dostawcy infrastruktury i sprzętu w Europie, instytuty badawcze oraz uniwersytety, jak również firmy z sektora małych i średnich przedsiębiorstw podjęły współpracę w celu rozwiania tych wątpliwości. Z przekonaniem, że sieci komórkowe działające w pasmach fal milimetrowych powinny działać zarówno jako wdrożenia sieci autonomicznych (pojedyncza technologia dostępu radiowego [single-RAT]) oraz wdrożenia z zastosowaniem wielu technologi dostępu radiowego (multi-RAT; nieautonomiczne działanie technologii dostępu radiowego w paśmie fal milimetrowych), opracowano interfejs radiowy fal milimetrowych w celu rozwiązania określonych problemów związanych z komunikacją w paśmie fal milimetrowych i osiągnięcia wydajności, przepustowości, opóźnienia i oszczędności energii wymaganej do świadczenia usług 5G. „Dokładnie zbadano poszczególne składniki interfejsu radiowego pasma fal milimetrowych – kształt fal, kod kanału, retransmisję, modulację, numerologię, budowę ramki, dostęp przy użyciu wielu technologii, dupleksowanie, dostęp początkowy oraz współużytkowanie widma, uwzględniając wiele problemów, i zintegrowano je w ramach ogólnego projektu interfejsu radiowego projektu MMMAGIC” – wyjaśnia dr Yue Wang, koordynatorka projektu i główna badaczka technologii 5G w firmie Samsung Electronics. Interfejs radiowy został poddany ocenie w ramach projektu na poziomie połączenia i systemu, a interfejs powietrzny został dodatkowo zweryfikowany i zaprezentowany przy użyciu dwóch pokazów z zastosowaniem metody „hardware-in-the-loop”. Konsorcjum zaprezentowało możliwość zastosowania i skuteczność rozwiązań technicznych oraz pomogło udowodnić potrzebę dalszych badań i rozwoju systemów 5G z wykorzystaniem fal milimetrowych. „Podsumowując, konsorcjum dostarczyło narzędzia do optymalizacji projektowania rozwiązań opartych na paśmie fal milimetrowych dla sieci 5G, projekty i prototypy architektur umożliwiających działanie systemów 5G oraz miało duży wkład w opracowywanie norm i przepisów 3GPP i ITU-R. W ciągu ostatnich dwóch lat złożono aż 11 patentów” – mówi dr Wang. „Jestem szczególnie dumna z nawiązania współpracy z dużą częścią społeczności technologii 5G w zakresie badań, przepisów i organów normalizacyjnych, co pomogło uzupełnić lukę w wiedzy w tym istotnym obszarze dotyczącym sieci 5G. Przybliżyliśmy gotowość technologii i wpłynęliśmy na wykorzystanie pasm wysokiej częstotliwości w mobilnych systemach multimedialnych nowej generacji. Wiemy na przykład, że na początku 2017 roku rozpoczęto kilka prób zakresu 26 – 28 GHz w Europie. Firmy Samsung i Arqiva rozpoczęły pierwszą próbę terenową technologii stałego dostępu bezprzewodowego (FWA, Fixed Wireless Access) 5G w Wielkiej Brytaniii i Europie w pasmach fal milimetrowych 28 GHz” – kontynuuje badaczka. Zakończony projekt MMMAGIC znacząco przyspieszył gotowość technologii dla partnerów branżowych, umożliwiających dostarczanie produktów i usług obsługujących nowe pasmo fal milimetrowych, co udowodniono w ramach wielu istotnych projektów. Dwóch partnerów projektu założyło firmę 5TONIC, w której odkrycia projektu MMMAGIC będą używane jako dane wejściowe do testów i doświadczeń dotyczących sieci bezprzewodowych 5G i fal milimetrowych. Jednocześnie uniwersytety biorące udział w projekcie uzyskały już finansowanie w ramach nowych projektów: naukowcy z Uniwersytetu w Aalto zajmą się wdrażaniem małych sieci komórkowych opartych na falach milimetrowych w inteligentnym mieście; badacze z Uniwersytetu w Bristolu skupią się na zastosowaniu technologii fal milimetrowych w systemach przytorowych pociągów oraz do komunikacji w pojazdach; naukowcy z Uniwersytetu Technicznego w Dreźnie opracowują prezentację kognitywnych technologii radiowych w częstotliwości fal milimetrowych; i wreszcie naukowcy z Chalmers uruchomili pięcioletnie centrum badawcze technologii fal milimetrowych o nazwie ChaseOn.
Słowa kluczowe
MMMAGIC, 5G, multi-RAT, interfejs radiowy, fale milimetrowe, Samsung, Arqiva, 5TONIC, ChaseOn
