Più funzioni, più spettro, più IA

Se lavori nelle telecomunicazioni o sei un attento osservatore del settore, può sembrare che il 5G abbia dominato la discussione per quasi un decennio. Sembra così perché è vero, le cose importanti e di impatto richiedono tempo, ma il meglio deve ancora venire. Anche se la tecnologia 5G matura, lo standard 3GPP continua ad evolversi, le nuove funzionalità dello standard continuano a tradursi in prodotto e viene utilizzato più spettro. Il 5G è diventato una forza globale che aumenterà solo in termini di impatto e pervasività man mano che si evolve in 5G Advanced e unisce connettività, elaborazione e intelligenza artificiale (AI) all’edge intelligente connesso.

Che aspetto ha questo futuro? Qualcomm ha esaminato le parti e la somma al recente vertice Qualcomm 5G nella città natale dell’azienda, San Diego, in California. In una serie di sessioni di master class, i leader dell’azienda hanno approfondito il panorama e le prospettive dello spettro globale, le nuove funzionalità in arrivo con 3GPP Release 17 e il ruolo dell’IA nel 5G.

Riflettori puntati sullo spettro 5G

Discutendo dello spettro, il vicepresidente degli affari regolatori di Qualcomm, Aspasia Paroutsas, lo ha definito una “risorsa indispensabile ma limitata” che deve essere utilizzata nel modo più efficiente possibile dagli operatori. In base ai numeri, ha affermato che il consumatore medio oggi utilizza circa 11 GB di dati al mese; tale cifra dovrebbe crescere fino a 41 GB al mese entro la fine del 2027. “Per supportare tutta questa domanda in continua crescita, abbiamo bisogno di più spettro. Ma allo stesso tempo, dobbiamo trovare modi più efficienti e innovativi per condividere questo spettro”.

Un esempio calzante, ha affermato, è il modo in cui gli operatori statunitensi, la Federal Communications Commission e altre parti interessate hanno collaborato per condividere l’accesso alla banda CBRS. In questo caso, esiste un sistema di accesso allo spettro a tre livelli (SAS) accoppiato a una rete di rilevamento ambientale (ESN) in grado di rilevare dinamicamente quale spettro è in uso dagli utenti storici e dove facilitare l’accesso seguendo uno schema di priorità. Un’altra area di innovazione dello spettro è per l’accesso condiviso mmWave. Qualcomm propone un meccanismo per condividere l’accesso a 600 megahertz di spettro nella banda a 37 GHz che sfrutta la natura altamente direzionale delle frequenze mmWave. Un altro promettente meccanismo di condivisione dello spettro, New Radio-Unlicensed (NR-U), consente a 5G e Wi-Fi di condividere l’accesso alle bande 5 GHz e 6 GHz senza licenza.

Guarda la presentazione completa della master class di Paroutsas qui.

Cosa c’è nella versione 17 del 5G?

Qualcomm è una forza importante nell’organismo di standardizzazione 3GPP e ha guidato l’inclusione di un’ampia gamma di contenuti della Release 17 attraverso i primi investimenti in ricerca e sviluppo, la prototipazione all’avanguardia e il suo lavoro all’interno dell’organismo internazionale, secondo il vicepresidente degli standard tecnici dell’azienda Juan Montojo.

Dando una master class su ciò che è nella versione 17, che è stata completata o “congelata” nel gergo 3GPP a giugno, Montojo ha diviso le caratteristiche distintive in due grandi gruppi: miglioramenti a livello di sistema 5G ed espansione dello standard a nuovi tipi di dispositivi. A livello di sistema, ha richiamato ulteriori miglioramenti a MIMO; la nuova capacità di migliorare l’uplink per le bande mmWave ad alta capacità; miglioramenti al consumo di energia; espansione del 5G alle bande senza licenza; e la nuova capacità di implementare ripetitori RF mmWave per densificare rapidamente ed economicamente le reti a banda alta.

In termini di espansione del 5G in nuove aree, 3GPP ha approvato NR Light, o RedCap, che ridimensiona in modo efficace il 5G per casi d’uso di livello medio con dispositivi di ingombro ridotto che richiedono un grado di complessità inferiore, consumo energetico ridotto, rete aumentata efficienza e ottimizzazione della copertura. Nota, RedCap non deve essere confuso con NB-IoT o eMTC, che hanno prestazioni inferiori rispetto a NR Light.

Altre aree di espansione includono l’uso di reti non terrestri (NTN) basate su satellite per estendere la banda larga in aree poco servite aumentando le reti esistenti e per supportare l’Internet delle cose su vasta scala. Un’altra area chiave è costruire le basi del supporto standardizzato per la realtà estesa (XR) sul lato dispositivo e rete: “la stessa cosa che abbiamo fatto 20 anni fa per la voce”, ha affermato Montojo.

Guarda la sessione completa di master class di Montojo sulla versione 17 qui.

Il ruolo dell’IA nel futuro del 5G

Qualcomm è leader nell’intelligenza artificiale, come dimostrato da una serie di primati: quantizzazione del modello, apprendimento sul dispositivo, apprendimento federato, segmentazione semantica video, intelligenza artificiale per wireless, super risoluzioni video e compressione video neurale, come dettagliato dal direttore senior della tecnologia Joseph Soriaga durante una tavola rotonda sulla potente combinazione di AI e 5G.

“Qualcomm è davvero impegnato a garantire che possiamo rendere l’IA onnipresente”, ha affermato, osservando che l’IA si trova alla confluenza della ricerca fondamentale, della piattaforma e applicata dell’azienda.

A quella combinazione di 5G e AI, il vicepresidente dell’ingegneria Tingfang Ji ha affermato che alcuni problemi nel wireless possono essere risolti con una comprensione fondamentale del sistema e un’implementazione pratica. “Ma allo stesso tempo, ci sono alcune sfide wireless che ci sono sfuggite”. È qui che entra in gioco l’IA.

Per le applicazioni di tipo Industry 4.0, l’IA aiuta a ottimizzare il sistema 5G per supportare KPI rigorosi in termini di latenza, affidabilità e posizionamento. “Quando tagli il filo, devi comunque mantenere tutti i KPI”, ha affermato Xiaoxia Zhang, direttore senior della tecnologia. “Con 5G e AI, anche in un ambiente interno difficile, un ambiente industriale… siamo ancora in grado di soddisfare i severi requisiti. Questo sarebbe disponibile solo con l’AI che assiste il 5G”.

Per spingere questa visione dal laboratorio al mondo reale su larga scala, Qualcomm all’inizio di quest’anno ha annunciato il suo sistema modem-RF Snapdragon X70 con elaborazione 5G/AI integrata (il primo al mondo). Il direttore della gestione del prodotto Frances Chen ha affermato che la combinazione offre un throughput di downlink significativamente maggiore sul bordo della cella in determinate condizioni e utilizza l’intelligenza artificiale per migliorare la gestione del raggio mmWave, aumentare la robustezza del collegamento mmWave e migliorare la mobilità UE. “Sostanzialmente abbiamo addestrato il modello di rete a riconoscere un’interazione tra uomo e dispositivo in modo da poter riconfigurare e reindirizzare l’antenna con precisione e velocità”.

Guarda la tavola rotonda completa della master class qui.
Per capire in che modo il nuovo spettro, i miglioramenti della Release 17 e la combinazione di 5G e AI, si adattano tutti insieme e preparano le basi per il 5G Advanced, che inizia con la Release 18, e il 6G oltre, leggi l’articolo The 5G Advanced vision: Merging connettività, elaborazione e intelligenza artificiale all’edge. Per saperne di più, guarda la master class del vicepresidente senior dell’ingegneria John Smee, Driving the Technology Evolution for 5G Advanced.

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