Aalborg Universitet
Søndag den 16. april 2017
Multiantenner giver
(måske) bedre internet
Når 5G-nettet om få år skal rulles ud, kan basestationerne komme til at bestå af hundredvis af små antenner. Håbet er, at såkaldt "Massive MIMO" vil give højere overførselshastigheder, lavere energiforbrug, bedre sikkerhed og bredere dækning.

– Med "Internet of Things" får flere og flere enheder brug for at kunne tale med hinanden, forklarer Elisabeth de Carvalho, der er lektor ved AAUs Institut for Elektroniske Systemer. Sammen med sine kolleger Patrick Eggers, Jesper Ødum Nielsen og PhD-studerende Anders Karstensen, og med støtte fra den kinesiske elektronik-gigant Huawei, arbejder hun med at udvikle en ny type basestation, der tager højde for det tilsyneladende endeløst stigende behov for mobil dataoverførsel.

MIMO, min MIMO?

Systemet, der stadig er på et tidligt stadie i udviklingen, går under betegnelsen "Massive MIMO". MIMO er en forkortelse for "Multiple-Input Multiple-Output" – en trådløs teknologi, der bruges til at overføre data mellem større klynger af forbundne enheder og brugere på samme tid.

På de basestationer vi bruger i dag på høje bygninger eller i toppen af sendemaster kan der være op til otte små antenneenheder som peger ud i forskellige retninger for at sørge for dækning over et stort område. Men forskerne i Aalborg arbejder på at udvikle en basestation, der har flere hundrede små antenner, hvilket gør det muligt at forbinde meget mere præcist med hver enkelt mobile enhed.

– Vi ved ikke hvordan det ender med at komme til at se ud. Måske bliver det en hel væg på en bygning, der er dækket af antenner på ydersiden – eller indersiden. Vi er stadig usikre på, hvad der vil fungere bedst, siger Elisabeth de Carvalho.

Fokus på energien

– Når man har mange antenner svarer det til at man har mange snævre, koncentrerede vandslanger, som man kan pege præcis derhen hvor man gerne vil have vand – fremfor at have en stor, utæt brandslange, der plasker ud over det hele, forklarer Patrick Eggers.

– Med den nye teknologi sender vi ikke bare data ud i alle mulige retninger som en radio; vi går efter at skabe en slags virtuelt kabel, der er smalt og fokuseret mellem basestationen og de enkelte mobile enheder. Vi indsnævrer den plads, der bliver brugt til at overføre data på. Det giver en hurtigere og bedre forbindelse. Det sparer på energien. Og det kan give en mere sikker dataoverførsel, fordi det bliver sværere for andre at lytte med.

Usikkerhed...

For øjeblikket findes der ingen sikker viden om, hvordan "Massive MIMO" kommer til at fungere og hvordan de trådløse kanaler kommer til at se ud. Og den information er helt afgørende for, hvordan systemet skal bygges.

– Der er mange formodninger og teorier, som alle sammen går ud fra at tingene i luften mellem antennerne foregår på en bestemt måde. Men der er endnu ingen der med sikkerhed ved, præcist hvordan det foregår, siger Jesper Ødum Nielsen.

I laboratoriet på Institut for Elektroniske Systemer på AAlborg Universitet er Elisabeth de Carvalho og hendes forskerhold ved at udvikle et Massive MIMO-system: En basestation med hundredvis af antenner, der kan gøre mobil dataoverførsel langt mere effektiv og sikker (foto: Jakob Brodersen).