La tecnologia ha accorciato, se non del tutto annullato, qualsiasi distanza. Le vite delle persone sono più interconnesse che mai, grazie a dispositivi intelligenti e all’accesso wireless ubiquo al cloud. Dalle chiamate vocali e l’accesso a banda larga su smartphone e laptop, alle auto connesse e una serie di dispositivi IoT, la connettività wireless è diventata la spina dorsale dell’innovazione moderna. Guardando al futuro, i progressi della tecnologia wireless saranno fondamentali per una società sempre più connessa, con un focus particolare sul valore generato dall’intelligenza integrata nei dispositivi stessi, direttamente fruibile dagli utenti.
Qualcomm Technologies si impegna costantemente per proporre esperienze wireless sempre più avanzate, migliorare l’efficienza dei sistemi e connettere nuovi dispositivi e servizi wireless. Per questo motivo, Qualcomm sarà presente al Mobile World Congress 2025 a Barcellona, dove verranno presentate le ultime innovazioni nel campo del wireless. Presso lo stand dell’azienda, sarà possibile assistere dal vivo a dimostrazioni tecnologiche all’avanguardia. Per chi non potrà partecipare fisicamente, sarà disponibile uno spazio virtuale accessibile da qualsiasi luogo.
Le principali direttrici secondo qui si orienta la ricerca di Qualcomm mirano a inaugurare la prossima era della connettività wireless.
“Qualcomm Technologies esplora nuove frontiere tecnologiche e supera barriere per realizzare pienamente la visione di un computing intelligente”, ha dichiarato John Smee, Senior Vice President, Engineering, Qualcomm Technologies. “Dal 5G Advanced e 6G al Wi-Fi, Bluetooth, UWB e oltre, Qualcomm guida il progresso verso le esigenze di connettività wireless del futuro“.
L’evoluzione fondamentale della connettività wireless
Nel percorso verso il pieno utilizzo del potenziale della tecnologia wireless, l’obiettivo principale rimane quello di rafforzare gli elementi fondamentali del sistema di connettività wireless. Questa direzione di ricerca viene spesso definita come il percorso “evolutivo”, in cui si costruisce sulle solide basi del design di sistema già esistente per ottenere prestazioni ed efficienza ancora maggiori. Nel corso dell’ultimo anno, l’attenzione si è concentrata su due delle capacità fondamentali delle reti wireless: copertura e capacità.
Verso una connettività ubiqua
Il miglioramento della copertura rappresenta uno degli ambiti più importanti della ricerca wireless in corso. Attualmente, le reti che operano nello spettro a bassa frequenza, tipicamente sotto 1 GHz e tra 1 e 2 GHz, offrono la copertura più ampia, poiché i segnali si propagano bene sia nello spazio libero che attraverso ostacoli. Tuttavia, queste bande FDD e TDD inferiori sono intrinsecamente limitate in termini di larghezza di banda. Con l’arrivo del 6G, si presenta un’opportunità preziosa per riprogettare l’interfaccia aerea introducendo nuove tecniche in grado di aumentare l’efficienza spettrale e migliorare la copertura su tutte le bande.
Oltre al miglioramento delle reti terrestri, la tecnologia satellitare 5G (nota anche come rete non terrestre – NTN) sta evolvendo per colmare il divario di copertura nelle aree remote e sugli oceani. L’integrazione fluida tra reti terrestri e satellitari può garantire una copertura continua. Si pensi, ad esempio, a un’auto o a un dispositivo IoT che viaggia da una città urbana verso aree suburbane e rurali. La copertura satellitare può assicurare una connettività ininterrotta, fornendo informazioni e servizi preziosi lungo tutto il percorso.
Espandere la capacità per soddisfare la futura domanda di dati
Con l’evoluzione delle reti wireless per supportare un numero crescente di utenti, dispositivi e servizi, la necessità di maggiore capacità è evidente. Oltre agli sforzi per migliorare l’efficienza spettrale nelle bande esistenti, si stanno sviluppando nuovi design dei sistemi MIMO per supportare lo spettro nella banda media superiore (ossia, 7-15 GHz). Questa nuova banda, denominata “FR3”, può offrire circa 400 MHz di nuova larghezza di banda per aree estese. Le simulazioni avanzate e i test over-the-air del sistema FR3 Giga-MIMO hanno dimostrato un significativo aumento della velocità di trasmissione e una copertura paragonabile a quella delle bande inferiori ai 7 GHz. L’obiettivo principale rimane collaborare con regolatori dello spettro e leader del settore per rendere questa banda pronta per il 6G.
All’interno dei data center, la domanda di connettività iper-locale sta crescendo rapidamente per soddisfare le crescenti esigenze di cloud computing. L’introduzione della connettività wireless nei data center, come complemento ai collegamenti in fibra ottica esistenti, può offrire vantaggi significativi. Ad esempio, gli spettri mmWave (24 GHz e oltre) e sub-THz (100 GHz e oltre) possono fornire una capacità aggiuntiva rilevante, con la direzionalità e l’agilità necessarie per rispondere alle richieste in continua evoluzione.
Ottimizzazione operativa della connettività wireless
Oltre a spingere i confini tecnologici per migliorare le prestazioni delle connettività wireless, è altrettanto importante raggiungere nuovi livelli di efficienza nei sistemi end-to-end. Le sfide legate all’ottimizzazione sono spesso complesse e richiedono soluzioni predittive e in tempo reale, diventando sempre più intricate man mano che i sistemi wireless si evolvono e diventano più sofisticati. Sfruttando progressi tecnologici come i digital twin e l’intelligenza artificiale (IA), si sta ampliando il toolkit di innovazione per affrontare queste sfide.
Sfruttare l’intelligenza adattiva nel wireless
Non c’è dubbio che l’ascesa dell’IA stia trasformando il mondo, aprendo la strada a nuove esperienze e casi d’uso. Nel campo della tecnologia wireless, l’IA ha il potenziale per rivoluzionare il design e il funzionamento dei sistemi.
La visione per il 6G è quella di un sistema nativo per l’IA, in cui l’intelligenza artificiale è integrata senza soluzione di continuità in più livelli della rete e all’interno dei dispositivi. Si prevede che le reti future saranno in grado di apprendere e adattarsi nel tempo, utilizzando protocolli nativi per l’IA che consentiranno alla rete di regolare dinamicamente i propri parametri in base alle condizioni in tempo reale, come il carico di traffico, la mobilità degli utenti e i livelli di interferenza. Questo approccio permetterà di ottimizzare le prestazioni per ogni singolo utente, applicazione e dispositivo.
Per realizzare questa visione, una delle principali aree di ricerca riguarda il modo in cui l’IA, sia nella rete che nei dispositivi, può collaborare per offrire benefici tangibili al sistema. Questo lavoro è già iniziato con la progettazione di un feedback dello stato del canale (CSF) migliorato dall’IA su entrambi i lati nel 5G Advanced. Collaborazioni con leader del settore come Nokia Bell Labs e Rohde & Schwarz stanno dimostrando i vantaggi e la scalabilità di questo nuovo design dell’interfaccia aerea potenziata dall’IA.
Oltre agli sforzi di prototipazione per comprendere meglio i potenziali benefici dell’IA nelle connettività wireless, si sta anche valutando la praticità di diversi approcci. Ad esempio, è stato previsto e confermato che l’IA nel wireless può offrire guadagni significativi anche quando i modelli non vengono addestrati in ogni possibile posizione. Tuttavia, per ottenere prestazioni migliorate, mantenere più modelli localizzati può essere utile. Questo rende cruciale la gestione del ciclo di vita dei modelli di IA nel wireless, per garantire uno switching efficiente tra i modelli e un’adattamento sui dispositivi, massimizzando così le prestazioni del sistema.
Realizzare l’efficienza del sistema in tempo reale
Un digital twin di una rete wireless fisica può essere utilizzato per supportare decisioni informate, svolgendo un ruolo cruciale nell’ottimizzazione delle prestazioni del sistema end-to-end e dell’efficienza operativa.
Uno dei possibili casi d’uso è il miglioramento della configurazione e delle prestazioni del network slicing per applicazioni a bassa latenza, grazie a un digital twin della rete ad alta fedeltà. La soluzione di gestione e orchestrazione dei servizi (SMO) basata su O-RAN combina un servizio di digital twin con l’intelligenza artificiale e interagisce con l’automazione RAN per valutare, creare e gestire le network slices su larga scala, utilizzando previsioni KPI basate sui dati.
L’applicabilità dei digital twin si estende anche alle operazioni radio wireless. La ricerca sta esplorando il loro impatto sulle prestazioni del beamforming analogico nelle implementazioni massive MIMO. Le dimostrazioni mostrano due principali modalità operative: il beamforming consapevole della distribuzione degli utenti, con un codebook semi-statico, e il beamforming dinamico specifico per ogni utente, che offre livelli ancora più elevati di personalizzazione e una rete più reattiva.
Questa dimostrazione offre uno sguardo al futuro dell’automazione RAN, come nel caso della Qualcomm Dragonwing RAN Automation Suite.
Nuovi servizi di connettività wireless emergenti
L’obiettivo è espandere la connettività wireless verso nuovi dispositivi e servizi, creando opportunità per l’intero ecosistema. La convergenza tra connettività wireless, elaborazione a basso consumo e intelligenza integrata nei dispositivi pone nuove sfide tecnologiche, affrontate attraverso una visione end-to-end dell’intero sistema.
Abilitare comunicazioni immersive su larga scala
Si stanno gettando le basi per esperienze mobili di nuova generazione, con la realtà estesa (XR) al centro dell’attenzione. Per offrire comunicazioni immersive ad alta fedeltà su larga scala, sono necessarie architetture innovative di calcolo spaziale distribuito. Il futuro delle comunicazioni immersive si basa sulla collaborazione tra fornitori di infrastrutture, produttori di dispositivi e sviluppatori di software. Questo approccio sfrutta l’elaborazione sui dispositivi e nel cloud edge, connessi tramite comunicazioni wireless a bassa latenza.
Integrare il sensing wireless con le comunicazioni
Sfruttare l’infrastruttura wireless esistente per scopi che vanno oltre la comunicazione rappresenta una frontiera entusiasmante. Il sensing integrato utilizza segnali RF per rilevare oggetti e movimenti. Uno dei principali casi d’uso è il miglioramento delle comunicazioni wireless attraverso una comprensione più approfondita dell’ambiente, come l’individuazione di ostacoli. Questo approccio può offrire vantaggi significativi, come il risparmio energetico dei dispositivi grazie alla riduzione degli scambi di dati superflui. Nella dimostrazione, viene utilizzato il ray tracing in tempo reale per creare un digital twin ad alta fedeltà dell’ambiente.
Oltre alle comunicazioni, il sensing wireless può aprire nuove possibilità per il monitoraggio dei sistemi, come il rilevamento di droni aerei. La ricerca si concentra sul rilevamento e il tracciamento affidabile dei droni in tempo reale.
Prospettive future
Il 2025 sarà un anno fondamentale per i progressi della connettività wireless, segnando l’inizio ufficiale della standardizzazione del 6G. Subito dopo il MWC di Barcellona, si terrà il 3GPP 6G RAN Plenary Workshop a Seoul, in Corea del Sud. Si prevede un percorso ricco di sfide ed emozioni, con il potenziale di trasformare il mondo. Ulteriori aggiornamenti saranno condivisi per continuare a seguire i progressi entusiasmanti nel settore.
