5G kräver smarta nät

Såväl elektronik som antennteknik behöver vässas för att nå upp till 5G-målet, men det gäller också näten.

- Det som skiljer 5G från de tidigare generationerna mobila nät är att fler olika tekniker ska kunna samsas. Därför behöver nätarkitekturen förnyas, säger Di Yuan, professor i mobil telekommunikation, Institutionen för teknik och naturvetenskap, Campus Norrköping.

I framtiden kommer också en mängd prylar att vara uppkopplade och kommunicera med varandra via Sakernas internet, Internet of things. Enligt prognoserna kommer 50 miljarder enheter att vara uppkopplade år 2020.

Stora vinster inom transportnäringen

- Vi får se helt nya tillämpningar och nya typer av kommunikation. 5G-enheter kan sitta i en mängd prylar och fordons- och transportområdet är ett bra exempel där stora vinster kan göras. Detta leder också till nya affärsmodeller, säger Di Yuan.
Foto: Monica Westman Svenselius
Därför ställs helt nya krav på näten. Di Yuan och hans forskargrupp startade forskningen kring det som kallas heterogena nät 2011. Genom att kombinera de stora basstationerna med små celler, som står för dataöverföringen i hög hastighet och på korta avstånd, kan man bygga nät som klarar den intensiva trafiken på exempelvis en flygplats eller en större tågstation. Forskningsutmaningen är att optimera näten, se till att rätt cell tar hand om trafiken i rätt ögonblick och minimera de störningar som uppstår när en mängd telefoner, läsplattor och datorer ska samsas om utrymmet.

Heterogena nät

De heterogena näten är ett bra exempel på nätarkitektur för att nå 5G-målet med 1000 gånger högre överföringskapacitet. Ett plus är också möjligheten att minska energiförbrukningen.

- De heterogena näten gör det möjligt att separera funktionaliteten, där traditionella basstationer håller uppsikt över ett stort område och små celler levererar data. Enbart de celler som har trafik behöver vara vakna, medan de övriga kan gå i vila. Systemet finns, men utmaningen är att optimera näten så att vi verkligen kan dra nytta av detta.

Di Yuan leder även ett av EU:s Horizon 2020-projekt, ACT5G, som handlar om framtidens heterogena och även smarta 5G-nät.

Nätet ska nämligen förstå vilken signalstyrka du behöver och kommer att ha inom en snar framtid. Är du ute och kör bil och exempelvis närmar dig en tunnel ska nätet i god tid kunna förutse att täckningen kommer att bli sämre. Mer data skickas då till din enhets databuffert så att du inte upplever något avbrott inne i tunneln. Detta innebär naturligtvis att mängder av data måste kunna analyserad i realtid.

Operatörerna delar på kapaciteten

Att flera operatörer delar en mast är vanligt i dag, men i framtiden ska de också kunna dela kapaciteten i nätet, i realtid och utifrån behov. Kapaciteten måste därför kunna delas upp dynamiskt för att tillgängliga resurser - bandbredd och signalstyrka - ska kunna utnyttjas på effektivast möjliga sätt.

ACT5G är ett fyraårigt Marie Sklodowska Curie-projekt, vilket innebär att det i projektet ingår forskarutbyte och utbildning av doktorander.

Engagerade är förutom Di Yuans grupp på LiU även forskare vid Politecnico di Milano i Italien och Alcatel Lucent – Bell Labs i Stuttgard, Tyskland. Samverkanspartner är också University of Maryland i USA.

- Vi anställer två doktorander här och två i Milano och de kommer att arbeta tillsammans, bland annat på Alcatel Lucents labb i Tyskland. Vår erfarenhet är att forskning inom Marie Sklodowska Curie-projekt är ett mycket bra sätt att integrera kunskap och skapa synergier mellan forskargrupperna, säger Di Yuan.

1 maj ska projektet starta och rekryteringen av doktorander pågår för fullt. Intresset är stort, fler än 70 förhoppningsfulla har anmält sitt intresse hittills.

Relaterade länkar

ACT5G (eng)

EU-pengar strömmar in, LiU-nytt om Horizon 2020

LiU-forskare löser knutar i Stockholmstrafiken, LiU-nytt om Di Yuans forskargrupp

Avdelningen för Mobil telekommunikation

 2015-03-17