Le future reti di comunicazione ad alta velocità basate sulla tecnologia a onde millimetriche (30-300 GHz) saranno più robuste ed efficienti nel fornire velocità estremamente elevate, video di alta qualità, e contenuti e servizi multimediali grazie ai risultati di un progetto di ricerca innovativo. Il progetto recentemente concluso è una collaborazione tra Huawei Technologies e IMDEA Networks Institute, l'ente di ricerca con sede a Madrid, pioniere di molte tecnologie che vengono implementate nel nuovo panorama del 5G.

Dottor Joerg Widmer, il Principal Investigator del progetto e Direttore della Ricerca presso IMDEA Networks, descrive la sfida affrontata dal suo gruppo. "La perdita di percorso di un segnale aumenta significativamente con la sua frequenza. Quindi, comunicazioni ad alta frequenza (HF), come i sistemi a onde millimetriche che offrono la velocità e la capacità richieste dalle reti Wi-Fi standard 5G e 802.11ad, richiedono antenne direzionali per superare l'attenuazione che ne deriva. Ciò si traduce in alti costi di segnalazione, poiché entrambe le estremità della comunicazione devono aggiornare continuamente la direzione dell'antenna mentre i nodi si muovono e i blocchi interrompono il percorso della linea di vista. Questi problemi vengono evitati nelle reti a bassa frequenza (LF), con il loro ricco ambiente multi-path e tassi di attenuazione molto più bassi."

"Abbiamo esplorato come utilizzare le bande a bassa frequenza per dedurre le caratteristiche del canale delle bande di onde millimetriche ad alta frequenza e per supportare la rete in termini di tracciamento del raggio, stima dell'angolo di arrivo, e informazioni sulla posizione. Studiando questo approccio e altre correlazioni di canale LF-HF che possono consentire a LF di assistere HF, siamo stati in grado di sviluppare tecniche che migliorano le prestazioni nella banda delle onde millimetriche e riducono l'overhead di controllo richiesto per far funzionare la rete. Abbiamo dimostrato che i meccanismi e gli algoritmi che abbiamo sviluppato funzionano non solo in teoria, ma anche in ambienti di rete wireless reali durante la fase di valutazione sperimentale del progetto".

Widmer è chiaro sul significato del progetto. "Che io sappia, questa è stata la prima volta che questi due sistemi sono stati studiati insieme, in profondità. Il nostro team di esperti ha raggiunto dei risultati davvero interessanti, sviluppo di tecniche che consentiranno agli operatori di migliorare le loro prestazioni nella banda delle onde millimetriche e quindi di ridurre il sovraccarico di controllo di cui hanno bisogno per far funzionare le loro reti presenti e future. Il nostro lavoro ha già portato a due domande di brevetto, con un terzo attualmente in fase di valutazione per la fattibilità."

"Una delle sfide più importanti è stata studiare la correlazione del canale che potrebbe consentire a LF di assistere HF, " continua Widmer. "Abbiamo dovuto considerare molte variabili in questo studio, come gli scenari, potenza, e ritardo del segnale, numero di percorsi, e il numero di antenne di ciascun sistema. Il team di IMDEA Networks era composto da ricercatori con esperienza in matematica, linguaggi di programmazione, fisica dei materiali, standard di comunicazione e propagazione delle radiofrequenze. L'applicazione di questa diversità di conoscenze specialistiche, con il patrimonio di risorse tecniche a nostra disposizione, tutto ha contribuito a garantire il nostro successo nel raggiungimento dei nostri obiettivi per questo progetto."