Test in banda FR3 per il 6G

Stato dell'arte del 5G e del 5G-Advanced

Sebbene il 5G abbia apportato progressi significativi, quali il network slicing e l'integrazione di IA/ML per un'elaborazione sofisticata dei dati, la maggior parte degli operatori non è ancora passata alla modalità standalone (SA), fondamentale per la connessione diretta dei dispositivi alla rete centrale 5G. Di conseguenza, i servizi offerti dal 5G continuano ad essere simili a quelli offerti dal 4G. Inoltre, non è ancora emersa alcuna “applicazione killer” definitiva per il 5G, sebbene le fabbriche intelligenti e i veicoli autonomi rappresentino settori promettenti.

L'accesso wireless fisso (FWA) si prospetta come un caso d'uso fondamentale, sostenuto dagli investimenti nello spettro FR2. Le sfide legate al FWA sono (1) la coesistenza dello spettro nonché (2) l'elevata perdita di segnale e la distanza tra il dispositivo e la stazione base. La FR2 consente l'utilizzo di tecniche di beamforming grazie a fasci altamente direzionali con elevati guadagni integrati nell'architettura dell'antenna.

Attualmente, inoltre, il 5G non è in grado di supportare appieno le applicazioni immersive, che richiedono velocità di trasmissione dati eccezionalmente elevate, bassa latenza e una sincronizzazione in tempo reale affidabile. Le reti di nuova generazione (NG) sono necessarie per implementare la programmazione adattiva, il buffering predittivo e la gestione dei pacchetti basata sulle priorità, che tengono conto delle soglie percettive umane nei modelli di elaborazione spaziale.

Il settore sta affrontando queste sfide attraverso un processo in tre fasi definito dallo standard 3GPP:

• Descrizione del servizio nel suo complesso dal punto di vista dell'utente finale
• Organizzazione delle funzioni di rete per allineare i requisiti dei servizi alle capacità della rete
• Definizione delle funzionalità di segnalazione a supporto dei servizi individuati nella Fase 1 sulla base dell'architettura definita nella Fase 2

Una volta che il 5G avrà implementato le Release 18 e 19, supporterà pienamente le applicazioni immersive. Tuttavia, si prevede che il supporto completo e le capacità di rete richieste da queste tecnologie avanzate saranno pienamente realizzati solo con l'avvento del 6G, grazie all'integrazione della banda FR3.

Le sfide dei test in banda FR3

I collaudi end-to-end nell'ambito della banda FR3 sono impegnativi ma fondamentali per valutare le nuove tecnologie 6G.

Le sfide principali dei test comprendono:

• La coerenza di fase e temporale su più canali richiede apparecchiature altamente sofisticate e una calibrazione meticolosa
• Per simulare accuratamente le imperfezioni dell'hardware reale, come il rumore di fase e le interferenze, senza introdurre artefatti non realistici, sono necessari strumenti di emulazione altamente precisi e adattabili.
• La gestione simultanea di larghezze di banda elevate e canali multipli aumenta la complessità e richiede una notevole potenza di calcolo e apparecchiature di collaudo avanzate.
• La creazione di ambienti di test in grado di adattarsi alla crescente complessità e alle maggiori esigenze prestazionali dei futuri sviluppi del 6G è una sfida che può essere affrontata grazie a soluzioni avanzate basate sull'intelligenza artificiale.
• Il supporto per le NTN richiede capacità di test avanzate che coprano specificamente le condizioni di propagazione delle diverse costellazioni satellitari. A differenza delle reti terrestri, le reti NTN funzioneranno in modalità duplex FDD.
• La tecnologia GigaMIMO integrerà un numero maggiore di elementi negli array di antenne, consentendo di ottenere un numero molto più elevato di fasci simultanei con un'ampiezza del fascio più ridotta. Ciò metterà alla prova le soluzioni di test over-the-air (OTA) e richiederà nuovi metodi di test.
• Si prevede che la condivisione dello spettro radio multiplo (MRSS) consentirà al 5G e al 6G di utilizzare contemporaneamente le stesse bande di frequenza. A tal fine occorre definire nuovi meccanismi per garantire una coesistenza equa delle frequenze.
• Riprodurre un'ampia gamma di ambienti di propagazione in una configurazione di laboratorio controllata rappresenta una sfida, viste le caratteristiche specifiche e i livelli variabili di ciascuno scenario.

Le nostre soluzioni per i test in banda FR3 per il 6G

I test in banda FR3 richiedono ai progettisti di modificare e verificare parametri che vanno oltre le impostazioni attualmente consentite dallo standard 5G. Grazie alle nostre soluzioni di generazione e analisi dei segnali “Oltre il 5G”, consentiamo ai progettisti di creare segnali personalizzati per i test in banda FR3. Ciò significa che è possibile modificare parametri quali la larghezza di banda e il formato di modulazione, al fine di verificare nuovi aspetti del livello fisico per applicazioni di ricerca e sviluppo nel campo del 6G. Le nostre soluzioni supportano anche l'emulazione del fading per coprire gli scenari NTN.

Il tester di comunicazione wireless CMX500 è già compatibile con la banda FR3 e offre l'emulazione di rete per FR1, FR2 e FR3 in un unico dispositivo. Questa soluzione “tutto in uno” crea un ambiente di segnalazione trasmettendo un segnale cellulare in banda FR3, senza bisogno di hardware aggiuntivo. Simula inoltre le condizioni reali e conduce un'analisi approfondita per verificare la capacità di un dispositivo di raggiungere la massima velocità di trasmissione, rendendo il tester CMX500 la scelta ideale per la ricerca e lo sviluppo nel campo della tecnologia FR3.

Oltre a ciò, il CMX500 offre numerose funzionalità per i test delle reti NTN. Emula il canale radio sia a livello di rete che di dispositivo, integra i miglioramenti apportati allo stack di protocolli NTN, offre opzioni complete per i test di mobilità e di handover e supporta i test di interoperabilità.