Una comunicazione wireless più ecologica
La comunicazione wireless si è radicata nella nostra vita, alimentando milioni di reti cellulari e connessioni internet di tutta Europa. In questo contesto, le autorità sono costantemente alla ricerca di metodi migliori per assegnare risorse di comunicazione senza fili in modo che queste diventino più efficienti e meno costose. Una tecnologia promettente in questo senso riguarda la teoria dei giochi, la quale sfrutta gli schemi noti come autovincolanti (self-enforcing), utilizzando algoritmi distribuiti, al fine di migliorare la copertura e ridurre i costi di infrastruttura. Il progetto GRAND-CRU (Game-theoretic resource allocation for wireless networks based on distributed and cooperative relaying units), finanziato dall’UE, ha svolto il proprio lavoro sul miglioramento della comunicazione senza fili tramite la teoria dei giochi. Oltre alle prestazioni migliori offerte da queste reti, il progetto ha lavorato anche sull’integrazione del concetto di efficienza energetica, al fine di migliorare l’allocazione delle risorse per reti basate su relè a portanti multiple. Per raggiungere i propri scopi, il progetto GRAND-CRU ha riunito due potenti istituzioni con competenze all’avanguardia nel settore: il Dipartimento di Ingegneria dell’informazione dell’Università di Pisa e il dipartimento di ingegneria elettrica della Princeton University, negli Stati Uniti. Lavorando alla costruzione di sistemi wireless di futura generazione, per ottenere comunicazioni wireless ad alta velocità ovunque, il consorzio si è focalizzato su algoritmi distribuiti con complessità lieve, per scenari multi-cella, allo scopo di migliorare le reti cellulari 4G e superiori. Oltre a integrare l’efficienza energetica (per es. consumo di energia) nel sistema proposto, il team ha affrontato anche la necessità di algoritmi con complessità lieve, scalabili e distribuiti. Questi sfruttano tecniche di elaborazione dei segnali per offrire soluzioni valide, ideali per ambienti realistici, con possibile applicazione nel settore industriale. Nel complesso, le simulazioni al computer hanno dimostrato che le reti potrebbero diventare 18 volte più veloci e sono in grado di risparmiare un 25 % di energia rispetto ai sistemi attuali. Il progetto ha migliorato l’efficienza energetica delle reti wireless di futura generazione per preparare il terreno alle comunicazioni 5G, tramite l’aiuto dei relè e l’integrazione di reti macrocellulari esistenti con piccole celle. Tale processo ha massimizzato i bit a destinazione per unità di energia consumata, consentendo ai terminali d’utente di allocare correttamente le risorse attraverso la rete, mediante una programmazione frazionaria. Il lavoro del progetto ha condotto ad algoritmi e tecniche brevettabili sotto forma di software, per i nodi di rete dei sistemi wireless mobili. Grazie a questi successi, le attuali tecnologie 4G e quelle 5G future stanno per diventare più ecologiche e affidabili.
