mmWave e beamforming per il 5G ad alta velocità

Vi è mai capitato di perdere il segnale su treni o veicoli ad alta velocità? Il colpevole è l'elevata mobilità dinamica, che mette in difficoltà anche le reti wireless più avanzate. Il progetto MARPA, guidato da SMA-RTY in collaborazione con l'Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia (UNIMORE), esplora proprio questa sfida: studiare come le tecnologie 5G avanzate possano migliorare la stabilità della connessione in scenari di elevata mobilità dinamica.

La soluzione potrebbe risiedere nelle onde millimetriche, o mmWave, una tecnologia 5G che opera a frequenze estremamente elevate (30–70 GHz). Le mmWave abilitano connessioni ultraveloci e ad alta capacità, perfette per le applicazioni che richiedono trasferimenti massicci di dati, come i veicoli connessi e i sistemi autonomi.

I segnali mmWave, però, sono sensibili agli ostacoli e hanno una portata limitata. Come renderli affidabili negli scenari ad alta velocità?

All'autodromo di Modena, SMA-RTY testerà una configurazione unica di connettività ad alta velocità che combina:

• antenne mmWave
• telecamere intelligenti
• data fusion

Le antenne utilizzano il beamforming, che concentra il segnale radio in una direzione specifica per rafforzarlo, e il beamsteering, che ne regola dinamicamente la direzione per seguire un dispositivo in movimento.

Nel frattempo, la telecamera fornisce i dati di tracciamento visivo dell'auto. I due flussi di dati vengono elaborati insieme attraverso NGCI in un approccio di data fusion, abilitando il tracciamento multimodale: il veicolo è tracciato simultaneamente dalle antenne e dalle telecamere, con ciascuna sorgente di dati a supporto dell'altra.

È come se una percepisse e l'altra vedesse: combinandole, il sistema ottiene un quadro più completo della posizione dell'auto. Questo tracciamento preciso mantiene stabile la connessione anche ad alta velocità e migliora la qualità del segnale, permettendo all'antenna di mantenere una comunicazione forte e affidabile lungo tutto il tracciato.

Le potenziali applicazioni del progetto sono ampie:

• Backhaul radio in mobilità

MARPA può supportare collegamenti wireless di backhaul radio in scenari dinamici, dove le infrastrutture tradizionali non bastano. Migliorando la precisione dei fasci e il tracciamento dei nodi mobili, abilita connessioni di backhaul stabili e ad alta capacità tra unità radio mobili o temporanee e il core di rete, anche in condizioni di alta velocità o in rapido cambiamento.

• Navigazione indoor e outdoor

Quando i segnali GPS sono deboli o assenti, il tracciamento multimodale di MARPA può fornire un posizionamento estremamente accurato. Combinando segnali radio e tracciamento visivo, il sistema può guidare veicoli o robot mobili in ambienti complessi, dalle strade cittadine agli impianti indoor, garantendo dati di localizzazione affidabili in ogni momento.

• Veicoli autonomi

Un posizionamento accurato e in tempo reale è essenziale per la guida autonoma. MARPA migliora la localizzazione dei veicoli integrando il tracciamento basato su mmWave con i dati delle telecamere, offrendo un supporto robusto per la navigazione, l'anticollisione e le applicazioni di smart mobility in cui sicurezza e precisione sono critiche.

• Telemetria motorsport e racing analytics

Negli scenari motorsport, come la Formula 1 o altre serie professionistiche, i veicoli generano enormi quantità di dati di telemetria in tempo reale. MARPA può supportare collegamenti wireless stabili e ad alta capacità lungo l'intero tracciato, consentendo la trasmissione continua di dati di prestazione, sensori e video anche a velocità molto elevate. Ciò garantisce una raccolta dati affidabile per la direzione gara, l'analisi dei team e i sistemi di sicurezza, senza interruzioni dovute alla mobilità o ai rapidi cambiamenti del segnale.

Le prossime fasi di MARPA prevedono l'installazione dell'infrastruttura di test all'autodromo di Modena e le prime prove sul campo. SMA-RTY e UNIMORE stanno trasformando la teoria in pratica, dimostrando come 5G avanzato e tracciamento multimodale possano mantenere una connettività stabile anche negli scenari ad alta velocità.

Restate sintonizzati per nuovi aggiornamenti mentre MARPA accelera verso il futuro della mobilità.