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Flexible Air iNTerfAce for Scalable service delivery wiThin wIreless Communication networks of the 5th Generation

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Il 5G diventa camaleontico grazie a una nuova interfaccia aria

Mentre il 4G era più che altro una pietra miliare per la velocità dell’internet mobile, il suo successore dovrà gestire una moltitudine di dispositivi con diverse esigenze e capacità, tutti connessi all’internet delle cose. FANTASTIC-5G ha sviluppato un’interfaccia aria in grado di configurare connessioni basate sulle esigenze del singolo dispositivo e servizio.

Economia digitale

Il mondo del tutto connesso sta per arrivare – un’era in cui orologi, frigoriferi, forni, automobili, sensori e ogni tipo di dispositivi beneficeranno della connettività a internet e tra di loro. Far funzionare tutto ciò però potrebbe non essere così facile: “Dispositivi e usi diversi impongono esigenze diverse per il sistema,” spiega il dott. Frank Schaich, ingegnere di ricerca presso i Nokia Bell Labs e coordinatore del progetto FANTASTIC-5G. “Alcuni richiederanno tempi di risposta ultra-bassi, alcuni richiederanno velocità di dati altissime e altri dovranno essere forniti in modo estremamente efficiente dal punto di vista energetico per assicurare una durata molto alta della batteria.” Per fare ciò, le reti 5G dovranno essere intelligenti, il che significa implementare funzioni e configurazioni adattabili nelle specifiche della rete, cosa che dovrà essere fatta nelle prime fasi dello sviluppo. A meno che non si soddisfi questo requisito, alcuni dispositivi e casi d’uso rimarranno inevitabilmente indietro. Il consorzio FANSTASTIC-5G voleva evitare a tutti i costi una situazione del genere: A differenza dello standard LTE, che si basava su un design incentrato sulla cellula e mancava di flessibilità, il suo successore FANSTASTIC-5G doveva essere incentrato sull’utente. L’equipe del progetto ha cominciato elencando e analizzando le categorie di servizio previste per il 5G, prima di identificare le tecnologie chiave necessarie per fornirli in modo efficiente. In seguito sono passati alla progettazione e al collaudo. “La nostra proposta consisteva nello sviluppo e la sperimentazione di tecnologie e configurazioni specifiche per permettere al sistema di soddisfare tutti i requisiti prevedibili. Abbiamo analizzato interdipendenze e abbiamo identificato i mezzi necessari per incorporarle in modo efficiente nel sistema generale. Questo significa che il nostro prodotto, l’interfaccia aria multi-servizio, è in grado di supportare contemporaneamente diverse categorie di dispositivi e i loro casi d’uso, in modo mirato, senza portare a un uso inefficiente delle risorse,” dice il dott. Schaich. Concretamente, l’interfaccia aria è in grado di configurare automaticamente le diverse connessioni tra dispositivo e rete a seconda dei requisiti del primo, per esempio la procedura d’accesso da usare, gli stati RLC su cui appoggiarsi, ecc. Il progetto propone anche procedure di gestione e decisioni fondamentali di progettazione, permettendo in questo modo al sistema di gestire in modo efficiente i vari casi d’uso. In totale, sono state fatte sette campagne di simulazione per valutare l’interfaccia aria sviluppata nell’ambito del progetto, per assicurare che permettesse un’alta capacità, una latenza ultra bassa e un’alta affidabilità, un sostegno per dispositivi a basso costo e a basso consumo di energia, un accesso imponente, una copertura completa e un’alta mobilità e infine, ma non meno importante, una coesistenza dei servizi nella banda. Il dott. Schaich sottolinea che sono state fatte simulazioni sia a livello del collegamento che al livello del sistema per valutare dal punto di vista numerico i vantaggi dell’interfaccia aria del progetto e che alcune tecnologie sono state persino implementate in hardware. Sono stati usati anche strumenti matematici, in particolare per valutare limiti teorici, dice. In generale, il progetto ha avuto come risultato oltre 80 pubblicazioni in rilevanti conferenze TIC e importanti contributi alla standardizzazione 3GPP. Sono stati richiesti in totale 13 brevetti, riguardanti le varie parti dell’interfaccia come la progettazione della forma d’onda, la codificazione di sovrapposizione e ricevitori migliorati. Un progetto di follow up, che include FANTASTIC-5G e altri membri, chiamato ONE5G è già in preparazione.

Parole chiave

FANTASTIC-5G, 5G, 4G, Internet delle cose, interfaccia aria, ONE5G

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