Comunicazioni mobili 5G

Sono trascorsi ormai sette anni dalla standardizzazione dell'LTE e sei anni dal lancio delle prime reti LTE. Con le nuove generazioni di tecnologia di comunicazione mobile che compaiono ogni dieci anni circa e gli operatori di rete che faticano a soddisfare le richieste di larghezza di banda dei loro utenti, la ricerca per il 5G è già ben avviata.

Le esigenze delle reti 5G saranno severe: si prevede che il traffico di rete aumenterà di un fattore 1.000 nei prossimi 10-12 anni, mentre la crescita dell'Internet delle cose suggerisce che il numero di dispositivi connessi potrebbe raggiungere i 50 miliardi entro il 2020. Allo stesso tempo, l'efficienza energetica della rete deve aumentare enormemente per poter soddisfare tali richieste con un consumo energetico e costi non superiori a quelli di oggi.

Il processo di specifica per il 5G è guidato dall’Unione Internazionale delle Telecomunicazioni (ITU) con il nome IMT-2020, seguendo il programma mostrato nel diagramma. La visione dell’ITU per il 5G è stata pubblicata nel 2015 e copre tre scenari principali che abbracciano una gamma più ampia di casi d’uso rispetto a prima: banda larga mobile potenziata, comunicazioni massicce di tipo macchina e comunicazioni ultra affidabili e a bassa latenza. Tra i rispettivi obiettivi prestazionali figurano una velocità di trasmissione dati di picco in condizioni ideali compresa tra 10 e 20 Gbit/s, una densità di connessione di 106 dispositivi per chilometro quadrato e una latenza radio di 1 millisecondo, anche se va sottolineato che questi due obiettivi non saranno raggiungibili contemporaneamente. L'ITU intende perfezionare questi obiettivi e pubblicare i requisiti prestazionali dettagliati per IMT-2020 nel febbraio 2017, insieme a una lettera circolare che invita a presentare proposte per le tecnologie candidate. Le descrizioni di alto livello di tali tecnologie saranno quindi previste intorno a giugno 2019, con le specifiche complete dei candidati previste entro febbraio 2020.

In risposta a ciò, il Third Generation Partnership Project (3GPP) ha avviato una serie di studi sul 5G, che coprono i requisiti del sistema e dell’interfaccia aerea, l’architettura del sistema e i modelli di propagazione radio a frequenze superiori a 6 GHz. Questi studi dovrebbero essere completati nel corso del 2016 come parte della versione 14 del 3GPP. 3GPP prevede quindi un programma di progettazione ambizioso in cui ci saranno due fasi per il lavoro di specifica: la Fase 1, completata entro la seconda metà del 2018, si concentrerà sulla banda larga mobile potenziata e affronterà le esigenze commerciali più urgenti per il 5G, mentre la Fase 2, completata entro dicembre 2019, affronterà tutti i casi d'uso identificati per IMT-2020.

La progettazione di un nuovo sistema di comunicazione rappresenterà una sfida per il 3GPP, soprattutto in considerazione dell’ampia gamma di scenari di utilizzo e della necessità di una progettazione della Fase 1 che sia compatibile con l’IMT-2020. Nella seconda parte di questo blog discuteremo delle soluzioni tecniche attualmente allo studio per il 5G.