Implementación de una maqueta de pruebas y desarrollo de una red 5G stand alone completa

Abstract

Las redes móviles están en continua transformación para satisfacer las crecientes demandas de servicios diversos con requisitos distintos en cuanto a tráfico, calidad de servicio y eficiencia energética. Las redes de quinta generación (5G) son una realidad en pleno despliegue y alcanzando rápidamente una fuerte penetración y la madurez tecnológica. Las discusiones sobre las futuras redes 6G ya está en marcha, lo que subraya la importancia de la innovación en este campo. Este desarrollo no se hace solo y no debe ser hecho solamente por otros. Participar en la investigación y en el debate técnico de estos temas hace a la esencia universitaria. Vincularlo a las necesidades de operadores, reguladores y desarrolladores nacionales es una condición necesaria para su evolución. Las investigaciones actuales en scheduling, aplicación de inteligencia artificial en la optimización de la asignación de recursos de radio, y de la integración de redes ópticas con redes móviles, van en el sentido de las necesidades de corto y mediano plazo. Este proyecto busca aportar una herramienta de trabajo para las investigaciones actuales y futuras. Se implementa una maqueta de red 5G Stand Alone en código abierto, con interfaces de radio operativas. Se evalúa su funcionamiento, y se modifica cambiando el scheduler original, como ejercicio de validación de su potencialidad como entorno de desarrollo. Se estudiaron los sistemas de código abierto existente, con desarrollos completos en 5G. Se evaluaron los sistemas de OpenAirInterface y srsRAN en forma documental y experimentando con ellos. También se revisaron las condiciones institucionales y de entorno de ambas, para buscar una solución con buena proyección de futuro. El trabajo se hizo en una etapa temprana, con pocos meses de lanzado el primero y durante el lanzamiento del segundo sistema estudiado. Se instaló, estudió, configuró y evaluó el sistema elegido de OpenAirInterface. En el trabajo se detallan las características y opciones de configuración utilizadas, los escenarios con los que se probó y los resultados logrados. Las pruebas de throughput usando variaciones de configuración, mostraron resultados alentadores con tasas de transferencia de 70 Mb/s en configuraciones Time Division Duplex de una sola capa con 80 MHz de ancho de banda. También se conectaron teléfonos comerciales que accedieron a internet por la red. Se utilizaron servicios de videollamada entre dos teléfonos sin interrupciones ni inconvenientes. El desarrollo exitoso de un scheduler alternativo simple permitió explorar la arquitectura del sistema y validarlo como la herramienta de desarrollo buscada. En conclusión, la continuidad del desarrollo de este trabajo y su uso como herramienta de investigación y laboratorio de enseñanza parecen pasos inmediatos inevitables