science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Project levert goedkope toekomstige netwerkarchitectuur voor mobiele operators

Fig. 1. Analyse van de impact van reflectiepatronen in een realistische draadloze mm-golfomgeving (conferentieruimte). De stippellijnen tonen voorbeelden van zichtlijnen en reflecties van de eerste en tweede orde. De resultaten van TIGRE5-CM benadrukken dat deze tweede orde reflecties nog steeds sterk kunnen zijn, vandaar dat MAC-laagontwerpen hiervan moeten profiteren om de systeemprestaties te verbeteren. Krediet:© IMDEA Networks Institute

Het 4-jarige TIGRE5-CM-project, gecoördineerd door IMDEA Networks Institute in Madrid, levert een architectuur die is ontworpen voor toekomstige mobiele netwerken, gebaseerd op het SDN-paradigma (Software Defined Networking). TIGRE5-CM vereenvoudigt de implementatie, configuratie en beheer in zowel de toegangs- als kernnetwerken, het integreren van geavanceerde technologieën.

Jörg Widmer, Onderzoeksdirecteur bij IMDEA Networks en coördinator van TIGRE5, legt uit hoe de voordelen van het systeem rechtstreeks ten goede zullen komen aan eindgebruikers:"TIGRE5 heeft het potentieel om de kwaliteit van de eindgebruikerservaring aanzienlijk te verbeteren. De belangrijkste focus van het project was het vereenvoudigen van de implementatie, configuratie en beheer van het netwerk. Dit laat toe, bijvoorbeeld, nieuwe diensten die snel op de markt worden uitgerold, terwijl de eindgebruikers een efficiënt en betrouwbaar netwerk krijgen. Een van de gebieden waarop we aanzienlijke vooruitgang hebben geboekt in TIGRE5, is de efficiëntie en nauwkeurigheid van positiebepaling in lokalisatiesystemen. Bijgevolg, TIGRE5-systemen zouden zeer goed werken in toepassingen en diensten in omgevingen waar lokalisatie binnenshuis een essentieel onderdeel is, zoals in transportknooppunten, zoals luchthavens en treinstations."

Volgens Widmer het project is om drie belangrijke redenen geslaagd. De eerste was de nauwe samenwerking tussen de projectpartners - de Wireless Networking Group van het IMDEA Networks Institute en onderzoeksgroepen aan de Universidad Carlos III de Madrid en de Universidad de Alcalá - en de synergie van het project met ander lopend onderzoek. Tweede, heeft prototypes gemaakt om de echte voordelen van de voorgestelde oplossingen aan te tonen. Derde, hij is van mening dat de geest van onderzoekers was gericht op het stellen van de juiste onderzoeksvragen en het uitvoeren van een rigoureus experimentontwerp door de ambitieuze visie die in het begin was vastgesteld. De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in toonaangevende wetenschappelijke tijdschriften en conferenties.

Fig. 2. Gegevensoverdracht over een mm-golfkanaal uitsluitend via een gereflecteerd pad. Houd er rekening mee dat het hoekige energieprofiel geen lob op het zichtlijnpad omvat. Credit:© IMDEA Networks Institute

Prototyping zorgde voor enkele van de grootste uitdagingen van het project, zegt Widmer. "Prototyping testte ons team net zo hard als de technologie. We hadden eindeloos geduld nodig, doorzettingsvermogen en keihard werken, maar uiteindelijk hebben we met succes de juiste werking van de platforms ontwikkeld en getest, zoals de testbedden voor locatiesystemen, openVLC, een FPGA-gebaseerd prototype van een D2D-compatibel mobiel netwerk en openLEON."

De onderzoekers van IMDEA Networks hebben baanbrekende bijdragen geleverd op het gebied van mm-golf, zichtbaar licht communicatie (VLC) en apparaat-naar-apparaat communicatie. Widmer legt uit, "Deze technologieën vertegenwoordigen alternatieve oplossingen in het licht van de sterk toenemende vraag naar verkeer die nu een uitdaging vormen voor legacy-oplossingen op sub-6GHz-banden. We zijn ook in staat geweest om baanbrekende technieken te ontwikkelen om de toekomstige vraag van mobiel netwerkverkeer te meten en te voorspellen met als doel het optimaliseren van het netwerk gebruik van hulpbronnen."

Het werk aan de wetenschappelijke onderzoeksthema's die door TIGRE5-CM worden behandeld, wordt nu voortgezet met het TAPIR-CM-project dat tot doel heeft kunstmatige intelligentie/machine-inkomsten-gebaseerde 5G-netwerkarchitectuuroplossingen te ontwerpen.

Fig. 3. Implementatie van meerdere consumenten-grade off-the-shelf (COTS) 60 GHz access points en clients. De hoge directionaliteit van de mm-golfverbindingen zou interferentie moeten beperken, waardoor meerdere uitzendingen tegelijkertijd kunnen plaatsvinden. Echter, resultaten van TIGRE5-CM benadrukken dat de straalpatronen van COTS-apparaten onvolmaakt zijn, en zijlobben kunnen interferentie veroorzaken. Deze configuratie-instelling maakt het mogelijk om de werkelijke mate van ruimtelijk hergebruik te analyseren. Krediet:© IMDEA Networks Institute