lu.se

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA

Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Nytt världsrekord i 5G-teknik

2016-08-11

Användare ska på sikt kunna uppleva både snabbare nerladdning och mer pålitlig uppkoppling. Doktoranderna Paul Harris och Steffen Malkowsky har genomfört ett lyckat experiment. FOTO: National Instruments

LTH-doktoranden Steffen Malkowsky har tillsammans med forskarkollegor från Lunds och Bristols universitet slagit ett världsrekord i 5G-teknik och därmed överträffat det världsrekord som han själv i våras var med om att sätta. Det lyckade experimentet är ett viktigt steg mot en ny typ av trådlös kommunikation – ett system där extremt svaga radiosignaler lyckas ge radikalt förbättrad uppkoppling.

Forskare vid Lunds och Bristols universitet har i en rad experiment använt en 5G-teknik som kallas Massiv Mimo (efter multiple input, multiple output) och satt inte bara ett utan två världsrekord i så kallad spektrumeffektivitet för trådlös kommunikation.

Något förenklat kan man säga att spektrumeffektivitet mäter hur mycket data man lyckas packa in i den radiosignal som skickas ut från antennen.

Den teknik som forskarna tagit fram är en extremt effektiv 5G-teknik – den mest effektiva någonsin när det gäller att hantera många samtidiga användare.

I sitt senaste världsrekord lyckades forskarlagen från Lund och Bristol uppnå mer än tjugo gånger så hög total datahastighet som dagens 4G-teknik. Därmed dubblerade de nästan sitt tidigare rekord, där de med samma teknik uppnådde en tolvfaldig förbättring.

– Att vi satte världsrekordet var en viktig händelse, eftersom vi visade att det är möjligt att överföra 22 gånger mer data än i nuvarande trådlösa system. Även om målet för 5G är att öka den sammanlagda överföringskapaciteten 1 000 gånger är detta ett stort steg, säger Steffen Malkowsky, doktorand i Elektro- och informationsteknik vid Lunds Tekniska Högskola.

Häromdagen hölls en prisceremoni arrangerad av företaget National Instruments (NI) i Austin, Texas. Där fick Steffen Malkowsky och forskarkollegan Paul Harris – doktorand vid universitetet i Bristol – ta emot hela fem separata utmärkelser för forskningen kring Massiv Mimo: NIs Wireless and Mobile Communications Award, NIs Engineering Grand Challenges Award, Hewlett Packard Enterprise (HPE) Edgeline Big Analog Data Award, Powered by Xilinx Award och 2016 Customer Application of the Year Award.

– Det känns fantastiskt och som ett erkännande av det arbete vi gjort. En rad personer vid Lunds och Bristols universitet och National Instruments har gjort viktiga insatser i projektet, säger Steffen Malkowsky.

I slutet av augusti kommer Bristolforskarna till Lund för att testa hur bra tekniken fungerar när de uppkopplade enheterna är i rörelse.

– Det är ju en mer realistisk situation, för den som använder exempelvis en mobiltelefon sitter ju inte alltid stilla, förklarar Steffen Malkowsky.

Ove Edfors, professor i radiosystem vid Lunds Tekniska Högskola, påpekar att Massiv Mimo-tekniken har fördelen att den kan minska trängseln bland radiovågorna och att den öppnar för en ny form av trådlös kommunikation:

– Medan konventionella system använder tids- eller frekvensdomänen för att dela resurserna mellan olika användare tar Massiv Mimo ett steg mot den rumsliga domänen. Genom att använda ett stort antal antenner på basstationen eller masten är det möjligt att uppnå enorma vinster både när det gäller energieffektivitet och spektrumeffektivitet. Som användare kommer man att uppleva både snabbare nerladdning och mer pålitlig uppkoppling.

 

Tiina Meri


FAKTA /5G-nät

5G är en teknik för trådlös kommunikation som kommer att leda till lägre energiförbrukning, vara snabb när det gäller dataöverföring och samtidigt tillåta många samtidiga användare.

5G förväntas nå marknaden omkring 2020 och just nu pågår ett intensivt standardiseringsarbete för denna nästa generations mobilteknik. Massiv Mimo – som bygger på att varje så kallad basstation förses med hundratals antenner istället för som idag ett fåtal – är en av kandidatteknikerna för att uppnå de kapaciteter som krävs av morgondagens mobilsystem.

Målet för 5G är en tusenfaldig ökning av kapaciteten genom en kombination av fler antenner på basstationerna, fler men mindre basstationer och utnyttjande av nya frekvensband. Med 5G-tekniken kan Internet of Things förverkligas – det vill säga den utveckling som innebär att maskiner, fordon, gods, hushållsapparater, kläder och till och med människor förses med små inbyggda sensorer och processorer och kan vara uppkopplade.


FAKTA / Rekord i spektrumeffektivitet

Spektrumeffektivitet mäts i bitar/sekund/Hertz och anger närmare bestämt hur många databitar man lyckas överföra per tidsenhet och utnyttjad bandbredd. I de två rekord som forskare från Lunds och Bristols universitet gjort uppnåddes 79,4 respektive 145,6 bitar/sekund/Hertz, vilket motsvarar 1,6 respektive 3 gigabit/sekund över en vanlig radiokanal för 4G.


Film om världsrekordet i 5G-teknik

https://www.youtube.com/watch?v=NoDP3g8XHVQ


Pressmeddelande från Bristols universitet

http://www.bristol.ac.uk/news/2016/august/ni-awards.html


Key Note av Ove Edfors

https://www.youtube.com/watch?v=kZ1vuN_skmg