Comunicação D2D em redes 5g: soluções

On 3 de maio de 2016 by Ricardo Pagoto

Comunicação em redes 5G e D2D

Comunicação em redes 5g e D2D. Em nosso último post sobre a rede 5g, discutimos a evolução da rede celular, as principais características que a nova rede 5g deverá ter, como a comunicação Dispositivo-a-Dispositivo (Device-to-Device – D2D), algumas de suas vantagens e os desafios que esse novo tipo de rede enfrentará.

Dentre esses desafios foram destacados a segurança na comunicação D2D. Tambem, a interferência entre os dispositivos. Por fim, como fazer com que, mesmo pagando para utilizar o serviço, os usuários disponibilizem seus dispositivos para que eles sejam pontos de retransmissão do sinal da rede.

Neste post mostraremos algumas soluções para que esses problemas possam ser resolvidos.

1 – Segurança nas redes 5G

Nas redes 5g os dispositivos dos usuários que a utilizam são responsáveis por rotear a informação trafegada dentro dela. Desta maneira, a segurança na troca da informação é um aspecto importante. Uma forma de garantir a segurança é o acesso fechado para os dispositivos que queiram operar na camada de dispositivos. No acesso fechado, os dispositivos possuem uma lista de dispositivos “confiáveis”, e os dispositivos que não estiverem nessa lista precisam utilizar a camada de macro células para se comunicarem com eles. O acesso fechado pode ser imagina como um grupo de pessoas que se conhecem, por exemplo colegas de trabalho, e definem um tipo de encriptação para se comunicar.

Autenticação na comunicação D2D

Autenticação na comunicação D2D

2 – Interferência nas redes 5G

Nas arquiteturas DR-DC e DC-DC explicadas no outro post, não existe nenhuma entidade central para gerenciar a alocação de recurso entre os dispositivos. Isso pode fazer com que os dispositivos que fazem comunicação D2D possam trazer interferência na comunicação dos dispositivos que utilizam a BS.

Antes de iniciar a fase de transmissão de dados, os dispositivos devem ser identificar e encontrar pontos de retransmissão adjacentes.

Uma forma de se alcançar isso é fazer com que os dispositivos façam broadcast periodicamente informações de identificação para que os outros dispositivos saibam de sua existência.

Tendo conhecimento dos outros dispositivos que estão em sua redondeza, eles podem decidir se começam ou não uma comunicação D2D direta ou por dispositivos de retransmissão.

3 – Cobrança nas redes 5G

Essa é uma questão importante pois é possível que alguns usuários que forem cobrados por utilizar comunicação D2D possam simplesmente voltar a utilizar as tecnologias antigas, que não são pagas, mesmo que a velocidade e segurança sejam menores.

Além disso, as operadoras devem incentivar os dispositivos para que eles atuem como pontos de retransmissão, já que estes estarão disponibilizando seus recursos. Além disso, os usuários precisam de um ambiente seguro para vender e comprar recursos entre eles.

 

Uma forma de criar tal ambiente é passar para a operadora essa responsabilidade. Com a operadora cuidando disso, ela pode cobrar os usuários que utilizarem este serviço.

Na arquitetura DR-OC, a operadora pode oferecer um desconto na conta dos usuários que servirem de ponto de retransmissão. Dessa forma, quanto mais informação for enviada por ele, maior é o desconto. Outra forma é oferecer gratuitamente ao usuário algum serviço de acordo com a quantidade de informação retransmitida.

 

4- Redes 5G mescladas

Para a arquitetura CR-OC, a operadora deve convencer o usuário a utilizar seu serviço. E neste caso, não o de outras tecnologias de comunicação D2D gratuitas, como bluetooth ou Wi-Fi Direct.

 

Aqui, o problema pode ser considerado como um problema de troca de espectro, que é otimizar a utilização do espectro com o lucro. A teoria de leilão pode fazer isso.

 

Como os dispositivos  não têm conhecimento sobre os valores que os outros dispositivos colocaram em seus recursos. Os leilões fornecem um mecanismo eficiente para o dispositivo ter uma receita maior do que utilizando cobrança estática. Os leilões também são benéficos aos dispositivos que irão pagar, já que recursos podem ser alocados aos que melhor pagam.

Para as outras duas arquiteturas, não faz sentido as operadoras cobrarem os usuários, já que eles não utilizam a infra-estrutura fornecida.

Nelas eles mesmo podem definir um preço para a comunicação ou até fazer sem cobrar nada.

Conclusão

Apesar de o tema ser novo, vários desafios e soluções foram identificados e propostos. Os desafios e soluções apresentados nos dois posts podem ser considerados os de mais importância.  Pois eles impactarão diretamente na QoS e na experiência do usuário que utilizará a tecnologia. Esses dois requisitos são de suma importância para o sucesso de qualquer nova tecnologia que surge.

Este post traz algumas soluções para os problemas discutidos no post anterior. Pelo fato de o tema ser novo, novos problemas e soluções vão sendo discutidas a cada dia. Portanto o objetivo aqui não é definir as soluções discutidas como as únicas e nem as melhores. Apenas discutir algumas que podem resolver o problema de alguma forma.

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Comunicação D2D em redes 5g: desafios
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