Con los primeros lanzamientos comerciales de 5G esperados dentro de cinco años, la investigación de los sistemas 5G está acelerando con alianzas y pasos exploratorios en todo el mundo.

RCR Wireless News  habló con Tod Sizer II, quien dirige el programa de investigación inalámbrica de Alcatel-Lucent Bell Labs y está a cargo de los equipos de investigación en siete ubicaciones en todo el mundo que se centran en sistemas inalámbricos, software y tecnología, así como en la convergencia con Sistemas de línea. Sizer nos dio sus 10 áreas principales para la investigación 5G:

10. MIMO masivo. El MIMO masivo va mucho más allá del simple MIMO 2 × 2 o 4 × 2 que se usa en algunas redes hoy en día, a conjuntos con docenas o 100 antenas. Sizer dijo que Bell Labs ha desarrollado una matriz de 64 antenas, pero aún queda mucho trabajo por hacer para garantizar que las matrices sean rentables y desplegables. Sería más probable, debido al tamaño y al peso, terminar en el costado de un edificio que en una torre celular, dijo.

NI ha documentado su apoyo a las capacidades de los investigadores para construir bancos de pruebas MIMO masivos en un nuevo informe publicado esta semana, con un ejemplo en la Universidad de Lund en Suecia.

9. Centímetro y milímetro de onda. Esto no debería sorprender a nadie que haya estado prestando atención a la charla 5G. Hay una cantidad sustancial de espectro a frecuencias muy altas, lo que lo hace muy atractivo, pero los desafíos de ingeniería son intensos. Sizer dijo que este espectro ofrece «enormes oportunidades y enormes desafíos», y que este último incluye la vulnerabilidad del espectro a la sombra.

«Si no hay un enlace de línea de visión entre el punto de acceso y el dispositivo del usuario, entonces la conexión básicamente va a cero, a menos que tenga la suerte de tener un reflejo de una pared muy plana cerca», explicó Sizer. Dijo que los investigadores e ingenieros tendrán que descubrir cómo aprovechar ese espectro al tiempo que proporcionan una experiencia de alta calidad constante, y agregó que el rendimiento a distancia también será importante. Sizer dijo que espera que los sistemas que puedan aprovechar dicho espectro en un metro o dos de distancia desde la estación base comenzarán a aparecer pronto, como WiGig, pero será importante diseñar sistemas que puedan utilizar el espectro de alta frecuencia a distancia de, digamos, 100 metros.

Ya se está trabajando para explorar modelos de canales para el espectro 5G. Puede ver un panel moderado sobre los desafíos técnicos de 5G  aquí , y ver esta  entrevista con Wilhelm Keusgen del Instituto Fraunhofer Heinrich Hertz sobre su investigación en esta área.

8. Tecnologías de acceso por radio múltiple. Sizer dijo que desde la perspectiva de Alcatel-Lucent, es probable que el 5G incluya Wi-Fi, frecuencias celulares tradicionales y espectro de alta frecuencia. La capacidad de los dispositivos para comunicarse con diferentes tipos de puntos de acceso al mismo tiempo ya está presente en las redes hasta cierto punto, señaló, con LTE y Wi-Fi.

«Esta es la forma en que pensamos que podremos soportar ondas de centímetro y milímetro», dijo Sizer; Se mantendrá una conexión altamente confiable en una frecuencia celular tradicional, con sobretensiones de velocidad adicional en ondas milimétricas.

7. Duración de la batería. Esto puede no ser tan obvio, pero Sizer dijo que descubrir nuevas formas de extender la vida útil de la batería será extremadamente importante, particularmente para el ecosistema de «Internet de las cosas», donde los sensores pueden necesitar baterías que pueden durar una década o más y producirse económicamente.

Mike Wright, director de las redes de Telstra,  ha dicho que una red más eficiente en 5G podría ser un componente para mejorar la duración de la batería, que se ha visto afectada por la popularidad de los dispositivos con pantallas grandes.

6. Investigue sobre una nueva forma de onda o interfaz aérea. Aunque algunos han postulado que 5G puede no involucrar una nueva interfaz aérea, Sizer señaló que un componente fundamental de una nueva generación de tecnología es el punto en el que ya no es compatible con versiones anteriores. Sizer señaló que la mensajería entre la red y el dispositivo en LTE consume una gran cantidad de batería y recursos de red, incluso cuando la información relacionada es mínima, y ​​que para aplicaciones como las comunicaciones de automóvil a automóvil, Internet táctil y otros potenciales En casos de uso que requieren una latencia de menos de 10 milisegundos, se necesitará un cambio de referencia en la tecnología.

«Obviamente, hay muchas mejoras que podremos realizar en LTE, pero hay algunas que creemos que requerirán un cambio más fundamental», dijo Sizer.

5. Garantizar el rendimiento de extremo a extremo. El denominador común de las redes futuras, dijo Sizer, será que todas estarán «sin ataduras» o inalámbricas durante al menos los últimos metros. Mientras tanto, los usuarios «tendrán expectativas de capacidad ilimitada y tendrán expectativas de respuesta infinita», esencialmente, la sensación de que la red fue construida para ellos y les sirve solo. Aunque no existe una capacidad infinita, Sizer dijo que las redes más inteligentes y eficientes deberían poder evaluar lo que están haciendo sus usuarios y asignar recursos de manera inteligente de acuerdo con la aplicación. Esto requerirá una mejor coordinación de la red y algo de innovación en la red de acceso de radio, dijo, así como en la red central, redes de entrega de contenido y backhaul.

4. Conciencia contextual. Esto va de la mano con el rendimiento de extremo a extremo y es la capacidad de una red para comprender en qué dispositivo se encuentra un usuario, qué aplicación se está utilizando, la ubicación física y la velocidad, y adaptar el rendimiento de la red para servir mejor esos parámetros. El trabajo en esa área ya está en curso.

3. Minería de datos inteligente sobre la marcha. El análisis de big data ya es un área de interés para las telecomunicaciones, y Sizer espera que la inteligencia basada en datos se vuelva más frecuente como parte de la conciencia contextual. Sin embargo, reconoció que a medida que más y más proveedores de contenido se mueven a contenido encriptado, los proveedores de red tienen menos visibilidad en esos flujos de datos. Esta es un área de investigación muy activa, dijo, y se puede inferir mucho sobre el contenido de un flujo de datos en función de su comportamiento. Sizer dijo que espera ver que los proveedores de contenido y los operadores de red compartan más información entre ellos, porque ambas partes finalmente desean una excelente experiencia del usuario final.

2. La nube, particularmente la nube distribuida, redes definidas por software y virtualización de funciones de red. A medida que la industria explora soluciones de red más flexibles y automatizadas, esta parte de la evolución hacia las capacidades 5G ya está en marcha y Sizer espera que sea fundamental para 5G. Sin embargo, señaló que aún quedan preguntas de investigación sobre las mejores arquitecturas de red para diferentes aplicaciones. Las aplicaciones de latencia ultrabaja, como la conducción autónoma, pueden requerir redes altamente distribuidas simplemente debido a las leyes de la física, mientras que las aplicaciones que pueden tolerar una latencia más alta se pueden atender desde menos ubicaciones centrales.

1. Nuevas aplicaciones y requisitos que pueden aprovechar y aprovechar un «mundo de capacidad y respuesta infinita, siempre conectado, siempre sin ataduras» que describe Sizer. Si no hay un caso de negocios para 5G, no se concretará.