Orizzonte 6G la nuova rubrica curata da Roberto Verdone, professore all’Università di Bologna, Professore Ordinario del DEI – Dipartimento di Ingegneria dell’Energia Elettrica e dell’Informazione, dell’Università di Bologna, e Direttore del WiLab, Laboratorio Nazionale di ricerca sulle comunicazioni wireless facente capo al Cnit, il Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni. Spunti e suggestioni sul percorso di ricerca verso il 6G, il prossimo standard delle telecomunicazioni per alimentare l’interesse e la curiosità verso le Lauree STEM. Per consultare tutti gli articoli clicca qui.
Mi sono laureato nel 1991. Il 2G, primo sistema radiomobile digitale, era alle porte. Dopo dieci anni, è arrivato il 3G. Altri dieci, ed è stato il tempo del 4G; poi ancora dieci ed è cominciata l’era del 5G. La sesta Generazione, il 6G, sarà disponibile a partire dagli anni Trenta. Per quali nuovi servizi? Cercheremo di immaginarlo attraverso questa rubrica.
Nuove generazioni
Ogni Generazione è stata caratterizzata da un continuum evolutivo; i rilasci successivi dello standard hanno permesso miglioramenti prestazionali continui. Sarà così anche durante questo decennio per il 5G. La numerazione delle Generazioni può inoltre far pensare che ciascuna sia caratterizzata da un livello di innovazione tecnologica dirompente rispetto alla precedente. In realtà non è sempre vero. In tutti i casi si è trattato di una grande discontinuità prestazionale, con incrementi straordinari in termini di velocità di trasmissione. Ma non necessariamente di rivoluzioni tecnologiche. Ad esempio, una delle rivoluzioni successive all’avvio del 2G ha avuto luogo prima della standardizzazione del 3G, a metà degli anni ’90, con l’introduzione del 2.5G (il GPRS): il primo sistema radiomobile basato su protocollo IP, che ha permesso la connessione ad Internet. Per contro, il 4G (LTE, Long Term Evolution) ha rappresentato una evoluzione del 3G, senza scatti innovativi dirompenti dal punto di vista tecnologico.
La grande discontinuità del 5G
Il 5G, invece, possiede caratteristiche di grande discontinuità rispetto al 4G; dopo decenni di applicazioni dedicate ad utenti umani (voce, connessione al web, social networks), il 5G intende offrire servizi rivolti ad esseri umani, ma anche a macchine (machine-type communications), con requisiti in termini di tempi di risposta molto stringenti. Il 5G si propone come grande abilitatore dell’Internet of Things (IoT). I domini applicativi che si aspetta potranno meglio sfruttare questa tecnologia sono quello della manifattura industriale e delle auto connesse. Si tratta tuttavia di ambiti che impongono requisiti prestazionali che solo in parte possono esser garantiti dal 5G nella versione attuale (la Release 16). Per molti servizi, occorrerà aspettare il 6G.
Al WiLab le tecniche standard per il 6G
Il WiLab, Laboratorio Nazionale di comunicazioni wireless del CNIT* è stato istituito nel 2020. WiLab ha firmato un accordo di durata decennale con Huawei per la creazione di un Joint Innovation Centre (JIC) dedicato a “The Intelligent IoT for 6G”. Studiamo le tecniche che potranno essere standardizzate a partire dal 2025 per il 6G e messe in campo all’inizio del prossimo decennio. Oggi ci soffermiamo sulla parola “Intelligent”.
6G e algoritmi di AI
A differenza dalle generazioni che l’hanno preceduta, l’architettura di rete 6G prevedrà algoritmi di intelligenza artificiale (AI) per il suo controllo. Uno dei trend di ricerca attuali applica principi che traggono origine dalle scienze cognitive e dalla psicologia. Il Premio Nobel Daniel Kahneman ha sviluppato nei decenni passati un modello del comportamento umano basato sul sistema 1 ed il sistema 2. Il primo è veloce, intuitivo e si affida per le proprie decisioni a processi associativi; il secondo è lento, razionale ed applica approcci computazionali sequenziali. Le reti neurali che sovraintendono al loro funzionamento sono diverse. L’architettura di rete 6G potrebbe trarre ispirazione dal modello di Kahneman, implementando con algoritmi AI di diverso tipo i due sistemi: il primo, in grado di offrire reazioni rapidissime, necessarie per le applicazioni a bassissima latenza; il secondo per interventi ottimizzati e servizi offerti ad applicazioni con vincoli temporali meno stringenti. L’introduzione di una architettura di rete nativamente basata sull’AI imporrà al 6G una fortissima discontinuità rispetto al 5G; una nuova rivoluzione tecnologica, che richiede grande impegno di ricerca.
Tuttavia, il percorso che attraverserà l’attuale decennio, che porterà dal 5G al 6G, sarà costellato di piccoli e grandi passi tecnologici che introdurranno nuovi servizi, nuove opportunità; essi, come vedremo con i prossimi articoli di questa rubrica, porranno sempre in maggior relazione l’uomo e le macchine che lo servono, secondo il paradigma human-centric voluto anche dalla Comunità Europea e identificato con il termine Industria 5.0. L’orizzonte del 6G, ci contiamo, metterà l’uomo al centro.
* Il CNIT (Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni) è un ente non-profit riconosciuto dal MUR, che svolge attività di ricerca, innovazione e formazione avanzata nel settore dell’ICT.
