6G-INTEGRATION

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Construcción de un ecosistema para la investigación y el desarrollo en redes no terrestres (satélite y HAP) y B5G (3GPP rel. 17 y posteriores)

La integración de los segmentos de la red 5G y de la red no terrestre (NTN) tiene el potencial de llevar los servicios de comunicación avanzados a todas partes, haciendo posible la transformación digital en las zonas rurales y permitiendo nuevos servicios para apoyar, por ejemplo, el despliegue de la Internet de las Cosas en áreas geógraficas extensas. Las soluciones estandarizadas existentes en R15 y R16 del 3GPP solo abordan parcialmente la integración de los segmentos de 5G y de redes no terrestres (NTN), incluidos los satélites y los HAP (pseudosatélites de gran altitud).

Este proyecto abordará de forma exhaustiva el despliegue de Edge en las redes no terrestres y cómo integrarlas con la nueva versión R17 de 3GPP y posteriores, con especial atención al desarrollo de soluciones de arquitectura de red. El objetivo final del proyecto es ayudar a posicionar a España como líder tecnológico en esta área con beneficios directos para la industria española de telecomunicaciones y del espacio. Esto incluye el desarrollo de tecnologías clave que se espera que sean transferidas a la industria, así como los derechos de propiedad intelectual asociados. A mayor escala, el proyecto ayudará a hacer realidad los servicios avanzados de comunicación en todas partes, permitiendo nuevos servicios y también reduciendo la brecha que la conectividad de alta velocidad ha creado, poniendo a las zonas rurales en una desventaja aún mayor para atraer a las empresas. Las principales actividades del proyecto pueden resumirse como sigue:

  • Diseñar una nueva arquitectura de red con soporte para las tecnologías Edge en el segmento espacial y la integración de NTN en las redes 3GPP.
  • Estudiar enfoques de conmutación fiables y escalables para MEC en B5G-NTN.
  • Desarrollar técnicas basadas en IA/ML para construir redes B5G-NTN inteligentes y autogestionadas con capacidades de computación, caché y almacenamiento.
  • Mejorar las funciones actuales de gestión de redes en NTN+B5G, incluyendo orquestación de servicios en NTN+B5G.
  • Trabajar en la definición de estrategias de eficiencia energética con IA.
  • Diseño estructural del HAPS (pseudo-satélite de gran altitud) para la computación de borde.
  • Diseño del subsistema de gestión de la energía del HAPS (pseudo satélite de gran altitud) para la computación en el borde.

El objetivo principal del proyecto es avanzar en el conocimiento y desarrollar para liderar la integración de B5G y NTN. Para ello, se han identificado tres objetivos principales en los que se centrará la actividad. Pueden resumirse como sigue:

  1. Contribuir al desarrollo de una arquitectura integrada para redes NTN y B5G. Tomando como punto de partida la versión 17 de 3GPP (R17), esta área de investigación se centrará en comprender cómo integrar el segmento NTN (satélite y HAPs) a una red 3GPP R17, incluyendo las diferentes interacciones posibles con el sistema y desarrollando una arquitectura de referencia.
  2. Contribución al desarrollo de tecnologías de vanguardia clave para el segmento espacial/aéreo. El segmento espacial se enfrenta a muchas limitaciones, desde presupuestos de energía ajustados o grandes retrasos de propagación hasta problemas de fiabilidad de los componentes electrónicos. La investigación en este ámbito se centrará en la realización y resolución de los diferentes problemas relacionados con la realización de cálculos, incluida la IA, en el nodo espacial, y en cómo los flujos de trabajo de borde actualmente presentes en la red celular pueden adaptarse a este nuevo segmento.
  3. Contribución al desarrollo de tecnologías clave para la integración de los HAP que sirven como gNB. Los HAPs tienen el potencial de permitir despliegues rápidos para soportar nuevos servicios a un bajo coste. Estos presentan problemas similares pero ligeramente diferentes a los de los satélites, por lo que deben estudiarse de forma independiente. En este ámbito, el proyecto se centrará en la adaptación de la tecnología HAP para transportar un gNB 5G, incluido el diseño de la cápsula 5G. El análisis incluirá la planificación de rutas para maximizar la cobertura y la integración del control del tráfico aéreo.
Director del proyecto

José Alberto Hernández

Universidad Carlos III de Madrid

José Alberto Hernández estudió Ingeniería de Telecomunicación en la Universidad Carlos III de Madrid (España) entre 1996 y 2002, y Doctorado en Computer Science en la Universidad de Loughborough (Leics, Reino Unido) entre 2002 y 2005. Hasta 2009, fué investigador postdoctoral y profesor ayudante doctor en la Universidad Autónoma de Madrid, participando en proyectos de investigación nacionales y europeos relacionados con la evaluación de prestaciones en redes de comunicaciones, las redes ópticas WDM y la eficiencia energética en comunicaciones.

En la actualidad, José Alberto Hernández es Profesor Titular en la Universidad Carlos III de Madrid, habiendo publicado más de 120 artículos científicos en revistas y congresos de reconocido prestigio como IEEE Network, IEEE Communications Magazine, IEEE J. Selected Areas in Communications, IEEE Internet Computing, etc. Además, participa en proyectos de investigación nacionales y europeos relacionados con las redes ópticas WDM, Metro Ethernet, Redes xPON, Eficiencia energética en comunicaciones, Machinel Learning para redes de comunicaciones y transporte óptico para 5G.

En 2021, Dr. Hernández obtuvo la Acreditación ANECA para el Cuerpo de Catedráticos de Universidad.

Además, Dr. Hernández ha publicado el libro: “Probabilistic models for computer networks: tools and solved problems” y está preparando una nueva versión del libro “Una introducción amable a la teoría de colas” (en Español), con Pablo Serrano.

Subproyectos

6G-INTEGRATION-0

Gestión del proyecto y coordinación.

6G-INTEGRATION-1

Análisis de nuevos paradigmas como el Edge computing y la programabilidad en la posible integración de las NTN en las redes 3GPP.

6G-INTEGRATION-2

Orquestación en redes NTN+B5G.

6G- INTEGRATION-3

Investigación de tecnologías basadas en HAP como Edge en NTN+B5G.