211service.com
Ett 96-antennsystem testar nästa generation av trådlöst
Även när världens operatörer bygger ut den senaste trådlösa infrastrukturen, känd som 4G LTE, kan en ny apparat fylld med 96 antenner som tar form vid ett Rice University-labb i Texas hjälpa till att definiera nästa generations trådlös teknik.
Trådlöst under : En trådlös testarray med 96 antenner vid Rice University är den mest avancerade ansträngningen hittills för att ta steget över dagens 4G-teknik.
Risriggen, känd som Argus , representerar den största sådan array som hittills byggts och kommer att fungera som en testbädd för ett koncept som kallas Massive MIMO.
MIMO, eller multiple-input, multiple-output, är en trådlös nätverksteknik som syftar till att överföra data mer effektivt genom att flera antenner samarbetar för att utnyttja ett naturfenomen som uppstår när signaler reflekteras på vägen till en mottagare. Fenomenet, känt som flervägs, kan orsaka störningar, men MIMO ändrar tidpunkten för dataöverföringar för att öka genomströmningen med hjälp av de reflekterade signalerna.
MIMO används redan för 4G LTE och i den senaste versionen av Wi-Fi, kallad 802.11ac; men det involverar vanligtvis bara en handfull sändnings- och mottagningsantenner. Massive MIMO utökar detta tillvägagångssätt genom att använda poäng eller till och med hundratals antenner. Det ökar kapaciteten ytterligare genom att effektivt fokusera signaler på enskilda användare, vilket gör att många signaler kan skickas över samma frekvens samtidigt. En tidigare version av Argos, med 64 antenner, visade faktiskt att nätverkskapaciteten kunde ökas med mer än en faktor 10.
Om du har fler antenner kan du betjäna fler användare, säger Lin Zhong, docent i datavetenskap vid Rice och projektets medledare. Och arkitekturen gör att den enkelt kan skalas till hundratals eller till och med tusentals antenner, säger han.
Massiv MIMO kräver mer processorkraft eftersom basstationer riktar radiosignaler mer snävt till de telefoner som är avsedda att ta emot dem. Detta kräver i sin tur extra beräkning för att kunna genomföras. Poängen med Argos testbädd är att se hur mycket nytta man kan få i den verkliga världen. Processorer fördelade över hela installationen gör att den kan testa olika nätverkskonfigurationer, inklusive hur den skulle fungera tillsammans med andra nya klasser av basstationer, så kallade små celler, som betjänar små områden.
Massive MIMO är ett intellektuellt intressant projekt, säger Jeff Reed, chef för det trådlösa forskningscentret vid Virginia Tech. Du vill veta: hur skalbar är MIMO? Hur många antenner kan du ha nytta av? Dessa projekt försöker lösa detta.
Ett alternativ, eller kanske kompletterande, tillvägagångssätt till en eventuell 5G-standard skulle använda extremt höga frekvenser, runt 28 gigahertz. Våglängder vid denna frekvens är cirka två storleksordningar mindre än de frekvenser som bär cellulär kommunikation idag, vilket gör att fler antenner kan packas i samma utrymme, till exempel i en smartphone. Men eftersom 28 gigahertz-signaler lätt blockeras av byggnader, och till och med lövverk och regn, har de länge setts som oanvändbara förutom i speciella synfältsapplikationer.
Men Samsung och New York University har samarbetat för att lösa detta, även genom att använda flerantennmatriser. De skickar samma signal över 64 antenner, delar upp den för att påskynda genomströmningen och ändrar dynamiskt vilka antenner som används och i vilken riktning signalen skickas för att komma runt blockeringar i miljön (se Vad 5G kommer att bli: Galet snabbt trådlöst testat i New York Stad ).
Under tiden har vissa experiment varit inriktade på att driva befintlig 4G LTE-teknik ytterligare. Tekniken kan i teorin leverera 75 megabit per sekund, även om den är lägre i verkliga situationer. Men viss forskning tyder på att det kan gå snabbare genom att sammanfoga dataströmmar från flera trådlösa kanaler (se LTE Advanced är redo att ladda smartphonedata med turbo).
Ny forskning gjord på Argos och i andra trådlösa labb kommer att hjälpa till att definiera en ny 5G-telefonstandard. Oavsett detaljerna kommer det sannolikt att inkludera mer delning av spektrum, fler små sändare, nya protokoll och nya nätverksdesigner. Att introducera en helt ny trådlös teknik är en enorm uppgift, säger Marzetta.