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TECH-FOCUS 5G 40 - ELETTRONICA OGGI 474 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2018 Lucio Pellizzari È già disponibile la strumentazione con banda sul centinaio di GHz indispensabile per preparare le reti 5G che sapranno unificare le attuali tecnologie 3G e 4G e garantire un’efficienza spettrale cento volte migliore TESTEDEBUG ALL’INSEGUIMENTO DEI 5G e prossime reti cellulari 5G sono pre- viste dall’ ITU a partire dal 2020 con prestazioni di due ordini di grandezza migliori rispetto alle attuali reti 4G. Rispetto a quest’ultime, tuttavia, introdurranno un po’ di novità soprattutto a livello delle infrastrutture ma anche nel beamforming dei segnali che saranno necessariamente diversi da quelli attuali e richiederanno strumenti e tecniche di test e collaudo in grado di catturare e analizzare le onde millimetriche (mmWave). Nelle reti 5G la frequenza portante sarà nell’ordine dei 100 GHz con lunghezza d’onda da 3 mm in giù e ciò consentirà di portare la velocità di trasmissione ai 20 Gbps prescritti dall’ITU. La maggior banda comporta il vantaggio di poter usare gli affidabili schemi di modula- zione QAM a 64 o 256 simboli senza bisogno di ricorrere alle modulazioni 4.096 o 8.192 QAM più rischiose in termini di qualità del servizio. D’altro canto, la lunghezza d’onda dei segnali 4G attorno ai dm ne permette anche l’attraversamento delle pareti mentre scendendo ai mm ciò diventa molto difficile. I primi esperimenti sulle mmWave hanno dimostrato che bastano un po’ di alberi per deteriorare la qualità dei segnali ed è altresì noto che da 70 a 100 GHz cresce sensibil- mente l’assorbimento da parte della piog- gia e dell’umidità, il che può ulteriormente peggiorare l’affidabilità delle trasmissioni. Per rimediare occorrerà accorciare la tratta media fra le stazioni cellulari e le antenne di ripetizione, le quali potrebbero perciò mol- tiplicarsi come una pandemia anche all’in- terno degli edifici, con tutti i rischi di salute elettromagnetica che ciò può significare. L’efficienza spettrale Queste problematiche stanno spingendo i laboratori di ricerca a migliorare il fonda- mentale parametro dell’efficienza spettrale espresso in bit/s/Hz. In pratica, indica quan- ti bit al secondo si possono trasferire in un canale per ogni Hz disponibile e, per esem- pio, con 1 bit/s per Hz in una banda di 1 GHz si ottiene 1 Gbps ma se si vuole aumentare la velocità a 10 Gbps si può mantenere 1 L Le prestazioni delle reti 5G secondo l’ITU-2020 saranno superiori di almeno due ordini di grandezza rispetto alle attuali reti 4G