5G-teknik fick världspremiär Lund

Ett hett alternativ till nästa generations mobilteknik har nyligen testats för första gången i skarpt läge vid Lunds Tekniska Högskola. Det handlar om Massiv Mimo (multiple input multiple output) som förenklat går ut på att förse varje basstation med hundratals antenner istället för att som idag bara ett fåtal.

Digitaliseringen frestar på näten. Och värre lär det bli: Enligt Ericsson mobility report 2014 kommer den mobila datatrafiken i världen att öka från dagens tre exabytes per månad till 20 exabytes per månad år 2020. Mimo-tekniken är en metod att minska trängseln bland radiovågorna.

– Våra resultat visar både att tekniken fungerar och att den mångdubbling av kapaciteten som utlovats i teorin kan uppfyllas. Det blir sammantaget en extremt energieffektiv kommunikation, berättar Fredrik Tufvesson.

Han och kollegan Ove Edfors presenterade rönen offentligt nyligen på den stora forskningskonferensen IEEE Global Communications Conference i Austin, USA.

Hela idén är att göra telefonerna enklare och låta basstationerna ta en större del av jobbet genom att de utrustas med betydligt fler antenner än idag.

– I framtiden kanske vi även kommer att se ett par hundra antenner. Tanken är att de ska vara så små och billiga att de kan bytas ut som en glödlampa. Går en sönder märks det inte så mycket och det är bara att skruva i en ny, säger han.

För att introducera Massiv Mimo i nätverken krävs avancerade algoritmer som styr signalen från basstationernas antenner till de platser där mobilerna för tillfället befinner sig. Detta blir möjligt eftersom 5G och kommande WIFI-nät kommer att vara annorlunda byggda än dagens 3G- eller 4G-nät.

– Dessutom vet vi mycket mer om hur radiovågor beter sig idag jämfört med för några år sedan. Det innebär att vi kan packa frekvensutrymmet med många fler dataströmmar utan att de stör varandra, säger han.

Om fem till tio år gissar Fredrik Tufvesson att tekniken kan finnas på marknaden, beroende på hur standardiseringsprocesserna fortskrider och hur snabbt man kan få fram billig och effektiv elektronik.

För mer information, kontakta Fredrik Tufvesson, professor radiosystem 046-222 46 29, fredrik.tufvesson@eit.lth.se (mellan 29 dec – 5 jan tillgänglig på mail) eller professor Ove Edfors 046-222 90 26 ove.edfors@eit.lth.se. För högupplösta, fria bilder på forskarna, se Lunds universitets bildbank, https://bildweb.srv.lu.se/ skriv namnet i sökfältet.

MIMO, Multiple Input Multiple Output, innebär att både sändare (t ex basstation) och mottagare (t ex mobil) har mer än en antenn vardera. Tekniken kan implementeras i det kommande 5G-nätet och idag finns en grundversion i LTE, det vill säga i dagens 4G-mobiler med två till fyra antenner på basstation och terminaler. Tillägget massiv syftar på att basstationerna har många antenner och inte bara ett fåtal.

Forskning på den nya massiva MIMO-tekniken bedrivs främst vid Bell Laboratories, Rice University i USA, LTH och Linköpings universitet. Utöver testsystemet i Lund finns det en något enklare variant vid Rice University.

Idégivare: För några år sedan applicerade man MIMO-idén genom att själva telefonen fick fler MIMO-antenner. År 2010 föreslog en amerikansk forskare vid Bell Labs, Tom Marzetta, att istället utrusta basstationerna med väldigt många antenner – därav tillägget ”massiv”.

Basstationer kan liknas vid en kommunikationscentral. Den vet alltid var du är och slussar vidare dina samtal. Mobiltelefonen letar hela tiden efter den basstation som för tillfället är bäst att använda och meddelar då basstationen om sin närvaro så att nya samtal eller datauppkopplingar kan ske via denna.

Samarbetspartners: Linköpings universitet, Alcatel-Lucent/Bell Labs, National Instruments och Sony Mobile.

Länk till konferensbidrag och presentation: www.eit.lth.se/mamitheme