Proyecto “IRENE” – Hacia redes radio 3D sostenibles y fiables
Subproyecto en UC3M: “Comunicaciones eficientes en energía y coste con cobertura universal (IRENE-EARTH)” (PID2020-115323RB-C33).
El aumento continuado de los requerimientos que han de cumplir las redes y nodos radio motiva una continua expansión de la infraestructura. Las redes tradicionales han sido diseñadas para ofrecer conectividad en un espacio terrestre fundamentalmente bidimensional. Este espacio se puede expandir incorporando la dimensión no terrestre (NT) a través de nodos satelitales. IRENE tiene como objetivo el explorar cómo construir las bases para una red tridimensional (3D), que ofrezca una conectividad fiable, ubicua y eficiente más allá de lo que ofrecen las redes 5G (B5G/6G). La concepción de dicha red 3D ha deser sostenible. Con dichos propósitos, IRENE prestará especial atención a las nuevas técnicas de nivel físico que están emergiendo.
La red 3D supondrá una mejora no sólo de las prestaciones de los sistemas terrestre y del NT, sino también de la coordinación e interacción entre ambos. Coordinación que ha de ir más allá de lo que ofrece la investigación actual; pues esta se enfoca principalmente al nivel de red. En otras palabras, IRENE desarrollará técnicas que mejoren las prestaciones de la comunicación con satélites en diferentes órbitas considerando: formas de onda, procedimientos de acceso, procesado MIMO de gran escala, cargas útiles flexibles, a la vez que se tratarán esquemas híbridos terrestre-satélite. De manera importante se considerarán las órbitas de satélites no geoestacionarios para reducir la latencia. Se desarrollarán técnicas basadas en Inteligencia Artificial (AI) para que la red 3D tenga la necesaria inteligencia para automatizar y para resolver las limitaciones de las soluciones basadas en modelos demasiado complejos. IRENE dedicará un esfuerzo significativo para resolver los retos que impone el adoptar arquitecturas “cell-free”; por ser estas unas de las claves para que las redes futuras sean sostenibles. El proyecto desarrollará esquemas de computación en la periferia de la red (MEC) y técnicas para gestionar los recursos radio que sean adecuadas para ofrecer múltiples servicios B5G/6G sobre la misma infraestructura “slicing”. Se investigarán los beneficios de cambiar hacia un paradigma nuevo en donde la red sea conjuntamente de comunicaciones-computación-y-medida. Las frecuencias de trabajo en IRENE irán desde las bandas por debajo de los 6GHz hasta las ondas milimétricas y los THz. Para permitir las comunicaciones en lugares donde no es viable la radio frecuencia, IRENE desarrollará comunicaciones con luz visible. El hecho de compartir recursos aumenta el riesgo de pérdida de información, IRENE diseñará un nivel de seguridad físico que facilite la transmisión en radiofrecuencia y óptica. Adicionalmente, la tecnología “blockchain” se combinará con aprendizaje federado para conseguir esquemas AI fiables.
Este proyecto coordinado está compuesto de tres subproyectos, desempeñados por el Centre Tecnològic de Telecomunicacions de Catalunya, la Universidad de las Islas Baleares, y la Universidad Carlos III de Madrid, respectivamente. Cada una de estas tres instituciones cooperará para conseguir soluciones optimizadas holísticamente y evitar así los problemas o las ineficiencias que tendrían si se realizaran separadamente, sin una visión conjunta. Adicionalmente, se implementará una prueba de concepto de las técnicas que resulten más prometedoras. Como los objetivos de IRENE forman parte de las futuras redes de comunicaciones, se espera que los resultados de IRENE tengan una gran aceptación en la comunidad internacional.
