lu.se

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA

Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Intelligenta ytor på tapeten

2018-01-04

Bild på Globen i Stockholm

Forskarna har räknat på ett exempel där Globens innertak täcks med en fyra gånger fyra meter stor massiv mimo-platta. Foto/Copyright: STOCKHOLM LIVE

Professor Ove Edfors. Foto: Tiina Meri

Under LTH-forskarnas morgonmöte föddes den kanske något extrema idén att täcka alla väggar i ett rum med antenner, så att mobilmaster blir överflödiga. Nu räknar laget för att se hur tekniken kan öka kommunikationstakten.

I grund och botten har frågorna för Ove Edfors, professor i radiosystem vid LTH, alltid varit varför saker fungerar – och varför de inte gör det.

Vetgirigheten ledde honom till Luleå Tekniska Högskola – och idag är han en av LTH-forskarna bakom ett världsrekord i 5G-teknik, som är morgondagens mobilteknik.

Efter en sådan framgång för forskarlaget var det enligt Ove Edfors dags att ge sig hän och göra något som är ännu mer utmanande:

– Vi på LTH var tidigt ute och ligger långt framme när det gäller massiv mimotekniken, som enkelt förklarat handlar om att sätta en massa antenner på en mobilmast. Vi ville gå vidare och göra något roligt av vårt världsrekord i spektrumeffektivitet, och då uppstod under ett morgonmöte idén att täcka inte bara en platta utan hela den byggda miljön med antenner, så att både basstationer och mobilmaster blir överflödiga.


Enligt Ove Edfors
går det att få fram roliga egenskaper om det går att bygga antennklädda väggar som ”intelligenta ytor”.

– Vi är fortfarande i ett väldigt teoretiskt skede, men vi kan räkna på hur det skulle se ut om vi lyckas. Bättre kommunikation, nya larmsystem och medicinska applikationer kan det till exempel bli fråga om. Den intelligenta ytan lyssnar på den mänskliga kroppen, vi kan exempelvis sänka ljudet med gester eller få reda på hur människan andas och hur hjärtat slår – viktigt för äldre som kan ramla i hemmet.

En fördel med att tekniken är radiobaserad är att det på grund av den låga frekvensen går att bygga billig och flexibel elektronik, menar Ove Edfors.

– Men som sagt, det här är fortfarande teoretiskt eftersom det kräver nya typer av elektriska komponenter och beräkningssystem. Ytan måste åtminstone delvis fungera som en utspridd dator på det sättet att den ska kunna konfigurera och ställa in sig själv.


Hur tänker forskarna
kring integritetsaspekterna?

– Den här tekniken kan se under bordet, men den är radiobaserad och därför inte ett lika stort hot mot personliga integriteten. Radiovågor ger ju en bild med sämre upplösning, så det går inte att känna igen personer som på fotografiska bilder från dagens larm- och övervakningskameror.

Och när det gäller frågan som många lär ställa sig – är det inte en ”farlig” teknik, med hög strålning?

– Nej, vi kommer inte att bli grillade. Massiv mimo-tekniken innebär att hundra antenner ger en hundradels signalstyrka. Med andra ord, det blir inte hundra gånger så hög strålning, utan hundra gånger lägre. Ju större yta som täcks av antenner, desto svagare radiosignaler. Med en hel vägg blir det förstås riktigt låga nivåer.


Vid universitetet i Berkeley
, Kalifornien, pågår ett arbete för att låta baksidan av en tapet fungera som en intelligent yta, och LTH-forskarna samarbetar idag med belgiska forskare som tar fram moduler som kan klä in ett rum enligt samma princip.

Ove Edfors berättar att beräkningarna landar i att kommunikationstakten i fall där det finns många samtidiga användare kan öka kraftigt – antalet samtidiga tittare ska kunna öka mer än 10 000 gånger.

– Vi räknade på ett exempel där Globens innertak täcks med en fyra gånger fyra meter stor massiv mimo-platta. När alla i Globen samtidigt försöker använda sina smarta telefoner för att till exempel se en sporthändelse i repris, då behöver enorma mängder data överföras.


Räkneexempel är inte
detsamma som att bygga intelligenta ytor i verkligheten. Men om forskarna lyckas förverkliga en tiondel av vad beräkningarna visat har de ökat kapaciteten mer än 1 000 gånger.

– Så intelligenta ytor har en enorm potential samtidigt som det är oerhört svårt. Och det är väl det som lockar. Konceptet är väldigt kul, att gå från en platta i A3-storlek, till en hel tapet, ett helt rum. Jag tror att vi kan ta ett stort kliv vidare.

 

TIINA MERI

 

FAKTA | MASSIV MIMO

Massiv mimo är en kandidatteknik för nästa generations mobilteknik – 5G. Denna teknik ska leda till lägre energiförbrukning, vara snabb när det gäller dataöverföring och samtidigt tillåta många samtidiga användare. En tusenfaldig ökning av kapaciteten är målet i 5G.

LTH har visat experimentellt att massiv mimo kan öka överföringshastigheten med faktor 22 i jämförelse med dagens system för mobiltelefoni. Experimentet som utfördes tillsammans med Bristols universitet 2016 satte världsrekord i så kallad spektrumeffektivitet för trådlös kommunikation.

 

Här kan du läsa senaste numret av LTH-nytt i sin helhet:

http://www.lth.se/lth-nytt/