Matemáticos de la RUDN descubrieron cómo hacer comunicación 5G en la fábrica del futuro

Tecnología 5G, o Nueva Radio (NR ) implica el soporte simultáneo de dos servicios: acceso de banda ancha móvil eMBB (banda ancha móvil mejorada) y una conexión altamente confiable con baja latencia URLLC (comunicación ultra confiable y de baja latencia). El servicio eMBB es un Internet móvil regular, el siguiente paso en el desarrollo de las redes de datos móviles después del 4G. URLLC está diseñado para el control remoto de mecanismos y robots, por ejemplo, vehículos no tripulados. En condiciones reales, el tráfico eMBB y URLLC se mezcla, lo que puede reducir la velocidad y la confiabilidad de la conexión. Los matemáticos de la Universidad RUDN sugirieron cómo resolver este problema. Para ello, lo principal es calcular la estrategia correcta de priorización de servicios dentro de la red.

«Los sistemas móviles de quinta generación (5G) se han desarrollado para una amplia gama de aplicaciones. Por lo tanto, las estaciones base NR deben admitir tanto eMBB como URLLC. La investigación ahora se centra en los mecanismos para apoyar estos servicios de forma aislada. Sin embargo, el apoyo conjunto de este tipo de tráficos está prácticamente sin estudiar. Hemos explorado la posibilidad de soporte simultáneo de eMBB y URLLC en redes industriales 5G NR mediante priorización», Daria Ivanova, estudiante de doctorado, Departamento de Informática Aplicada y Teoría de la Probabilidad, Universidad RUDN.

Los matemáticos de la Universidad RUDN consideraron el modelo de la fábrica del futuro. Se supone que la red 5G se implementa en alguna producción, equipada con robots móviles y una variedad de dispositivos, sensores y sensores. Transmiten datos al servicio de la nube, donde el módulo de control toma decisiones y asigna nuevas tareas. Los sensores y transmisores generan tráfico URLLC y los dispositivos de vigilancia generan tráfico eMBB . Al mismo tiempo, todo en la fábrica se mueve, interfiriendo con la señal. Habiendo descrito matemáticamente este sistema, los científicos seleccionaron la estrategia de operación de red óptima, que proporciona la mejor velocidad y confiabilidad con un número mínimo de estaciones base.

Resultó que con la ayuda de la priorización, es posible «separar» completamente el tráfico eMBB y URLLC entre sí. La estrategia D 2 D (dispositivo a dispositivo) logra la conexión más confiable, es decir, proporciona una probabilidad de rotura de URLLC de solo una milésima parte de un porcentaje. El secreto de D2D es que la estación base reserva deliberadamente parte de los recursos para el intercambio directo de información entre los propios dispositivos.

«Nuestros resultados numéricos muestran que la priorización aísla efectivamente el tráfico y no requiere control externo. Una estrategia orientada a D2D en la que la estación base reserva algunos recursos para la comunicación directa es muy superior a aquellas en las que no se utiliza la reserva explícita, así como una estrategia en la que todo el tráfico pasa a través de la estación base. Nuestro modelo se puede utilizar para calcular la densidad requerida de estaciones base para todas las estrategias consideradas», Ekaterina Markova, PhD en Física y Matemáticas, Profesora Asociada, Departamento de Informática Aplicada y Teoría de la Probabilidad, Universidad RUDN.

Los resultados se publican en la revista IEEE acceso.