EO_492

DIGITAL 5G 56 - ELETTRONICA OGGI 492 - MARZO 2021 del miglioramento della capacità complessiva, il partizio- namento tra DU e unità radio (RU) è la chiave per assicu- rarsi l’effettivo miglioramento della capacità del sistema di un fattore compreso tra 3 e 5 volte. Ciò è in gran parte determinato dal partizionamento e dalla suddivisione dell’architettura tra le funzionalità integrate nella DU e le funzionalità e il computer che si trovano nell’unità radio. Prestazioni del collegamento verso la stazione base Analizzando più nel dettaglio l’ottimizzazione delle pre- stazioni, la corretta suddivisione a livello architetturale tra le funzioni in banda base e quelle integrate nell’uni- tà radio è fondamentale per ottenere le prestazioni pro- messe. Nella prima fase di installazioni, in particolare per quanto riguarda il collegamento verso la stazione base (uplink, UL), si sono riscontrate alcune limitazioni sulle prestazioni e sulla banda e non è stato possibile ottenere la capacità prevista. Le prestazioni dell’uni- tà di filtraggio spaziale (beamformer) nell’unità radio sono influenzate da diversi fattori, come il grado di ob- solescenza dell’hardware e la precisione dei “pesi” del fascio. La risoluzione in frequenza limitata dei pesi del fascio influisce anche sulle prestazioni di trasmissione verso la stazione base del sistema 5G, poiché di norma viene condiviso solo un peso del fascio tra circa 12 por- tanti secondarie. Questo perché la sezione di interfaccia verso il bordo rete (fronthaul, FH) sarebbe completa- mente satura se i pesi dei singoli fasci venissero appli- cati a ogni sotto-portante. A questo punto è utile analiz- zare come sia possibile risolvere queste problematiche relative alle prestazioni in uplink. Effettuando la stima del canale in base ai simboli di riferimento ed eseguen- do il calcolo dei pesi del fascio direttamente nell’uni- tà radio, è possibile applicare tali risultati direttamente al beamformer, ottenendo di conseguenza una latenza ridotta e prestazioni superiori per l’aggiornamento del modello del canale. Ciò consentirà anche di ottenere una migliore risoluzione della frequenza del peso del fascio con un peso del fascio per ciascuna sotto-por- tante, che assicurerà a sua volta prestazioni molto mi- gliori a livello di uplink. Tuttavia, sono richieste a questo scopo risorse di calcolo aggiuntive. Fortunatamente, la più recente tecnologia su silicio, come gli ACAP Versal di Xilinx, offre un’eccezionale densità di elaborazione a basso consumo di potenza per effettuare l’elaborazio- ne dei segnali in tempo reale e a bassa latenza come richiesto dagli algoritmi di beamforming. Le unità di in- telligenza artificiale, che fanno parte della serie Versal AI Core, sono ideali per eseguire le funzioni matema- tiche richieste e offrono un’elevata densità di calcolo, connettività avanzata, oltre alla possibilità di essere ri- programmate e riconfigurate. I dispositivi ACAP offrono anche la capacità aggiuntiva richiesta per aggiornare il beamformer e aggiungere ulteriori funzionalità anche dopo l’installazione. Virtualizzazione con approccio O-RAN Infine, non si può parlare del futuro del 5G senza menzio- nare l’iniziativa Open RAN (O-RAN). Gli operatori 5G stan- no progressivamente abbandonando le tradizionali appa- recchiature wireless proprietarie a favore di un approccio basato su unità DU/CU e RU aperte e disaggregate, sele- zionando diversi fornitori di sistemi DU/CU (O-DU e O-CU) e RU (O-RU). Adottando l’architettura e le specifi- che O-RAN, gli operatori possono optare per un approc- cio più innovativo per ogni elemento della loro rete O- RAN e beneficiare di CAPEX/OPEX ridotti e di costi totali di possesso (TCO) più contenuti. Che si tratti di reti O- RAN o di unità in banda base virtuali (vBBU), questa “vir- tualizzazione del 5G” permetterà agli operatori telecom di introdurre servizi software a bordo rete come streaming video, giochi o servizi di manutenzione in campo automo- tive. Con la crescita degli investimenti nelle infrastrutture 5G per supportare nuovi servizi a larga banda, è richiesta più accelerazione a livello di sistema per soddisfare i re- quisiti crescenti di scalabilità e di banda. Per soddisfare tali requisiti, Xilinx offre la scheda T1 Telco Accelerator per unità distribuite O-RAN (O-DU) e vBBU nelle reti 5G (Fig. 2). Le schede Xilinx Telco Accelerator scaricano le funzioni 5G in banda base sensibili alla latenza e ad alta velocità di trasmissione, liberando i processori dei server telco per poter introdurre funzioni software più interes- santi e a valore aggiunto dal punto di vista commerciale. Queste schede offrono la giusta combinazione di presta- zioni, potenza e facilità di installazione richiesta per sfrut- tare i vantaggi della virtualizzazione del 5G. Un futuro adattabile Un dato incontrovertibile è il fatto che la futura tecno- logia 5G deve essere adattabile. La prima ondata della tecnologia 5G ha permesso di delineare un quadro chia- ro dei parametri che determineranno il successo e delle problematiche che caratterizzeranno le generazioni suc- cessive, ed è ovvio che la tecnologia avanzata su silicio rappresenta un componente chiave per trasformare in realtà la visione di una rete 5G con maggiore capacità, minori consumi, costi ridotti e prestazioni ottimizzate, in grado di dar vita a prodotti e servizi migliorati e innova- tivi, il tutto in modo economicamente sostenibile. Fig. 2 – Scheda di accelerazione T1 Telco