​Exploración de O-RAN y MIMO Masivo sin celdas

Dr. Sofie Pollin, profesora asistente, Networked Systems Group, KU Leuven
Dr. Andrea P. Guevara, investigadora, Networked Systems Group, KU Leuven
Robbert Beerten Msc., Researcher, Networked Systems Group, KU Leuven

Configuración del laboratorio de banco de pruebas MIMO

"​Al separar las funcionalidades en múltiples unidades virtuales en el banco de pruebas MIMO masivo distribuido de KU Leuven, nos beneficiaremos de la flexibilidad de la arquitectura O-RAN y mayor capacidad del sistema MIMO masivo sin celdas."

Prof. Sofie Pollin, Networked Systems Group, KU Leuven​

El desafío:

​La integración de O-RAN y sin celdas está comenzando a llamar la atención, pero hasta ahora, faltan resultados experimentales.​

La solución:

​Utilizando equipos de NI, KU Leuven creó un banco de pruebas de MIMO Masivo que permite la distribución de los elementos de la antena aplicando diferentes matrices de pre-codificación a las selecciones de las antenas.

Visión de O-RAN

​La visión de O-RAN es la separación de RAN en diferentes nodos funcionales, como unidad centralizada (O-CU), unidad distribuida (O-DU) y unidad de radio (O-RU). Estos nodos serán proporcionados por múltiples proveedores y sus funcionalidades se integrarán perfectamente y de manera segura. ​

 

​En paralelo, se espera que las arquitecturas escalables de MIMO masivo sin celdas mejoren la velocidad de transmisión utilizando técnicas de procesamiento de señales cooperativas y distribuidas. La integración de O-RAN y sin celdas está comenzando a llamar la atención, pero hasta ahora, faltan resultados experimentales.

 

​Banco de pruebas de MIMO masivo de NI y KU Leuven

​El banco de pruebas flexible NI KU Leuven de MIMO masivo permite la distribución de los elementos de la antena. Puede emular DUs virtuales (vDU) y RU virtuales (vRU) aplicando diferentes matrices de pre-codificación a las selecciones de las antenas. Además, las antenas de 64 parches del banco de pruebas se pueden implementar y distribuir en múltiples arreglos, para emular escenarios pequeños sin celdas. ​

​Durante el primer intento de integrar virtualmente sistemas sin células y O-RAN, consideramos el caso de estudio de dividir el decodificador en una sola vDU o dos vRU, donde la vRU combina coherentemente la señal de ocho antenas.  

 

 

​El banco de pruebas flexible NI KU Leuven de MIMO masivo permite la distribución de los elementos de la antena. Puede emular DUs virtuales (vDU) y RU virtuales (vRU) aplicando diferentes matrices de pre-codificación a las selecciones de las antenas. Además, las antenas de 64 parches del banco de pruebas se pueden implementar y distribuir en múltiples arreglos, para emular escenarios pequeños sin celdas. ​

​Durante el primer intento de integrar virtualmente sistemas sin células y O-RAN, consideramos el caso de estudio de dividir el decodificador en una sola vDU o dos vRU, donde la vRU combina coherentemente la señal de ocho antenas.  

 

 

​En la Figura 2, puede ver que el DU tiene una mayor ganancia y, por consiguiente, una mayor amplitud de señal.

​Estos resultados iniciales muestran que es posible realizar experimentos en tiempo real para validar varias divisiones de O-RAN y controlar la API. El siguiente paso es construir los bloques de construcción relevantes para escalar experimentos O-RAN sin celdas con más RU, anchos de banda y frecuencias más altas. Este será el trabajo que se realizará en el proyecto Horizon Europe 6G-BRICKS. ​​

Diagrama de bloques de implementación funcional virtual en el sistema MIMO Masivo KU Leuven para transmisión de datos de enlace ascendente
Figura 1. Implementación funcional virtual en el sistema MIMO Masivo KU Leuven para transmisión de datos de enlace ascendente
Gráficas de unidades virtuales distribuidas y unidades de radio virtuales
Figura 2. Símbolo OFDM en vRU y vDU