Distributed antenna systems for efficient wireless systems
- Reference number
- RE10-0075
- Start and end dates
- 110301-170630
- Amount granted
- 26 384 000 SEK
- Administrative organization
- Lund University
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
The goal of this project is to explore the viability of distributed antenna systems as a part of the next generation of wireless communications systems. For distributed antenna systems, which consist of a central processing unit that performs joint processing of the signals from a very large number of base station/access point antennas, there is currently a severe lack of knowledge regarding many very fundamental issues. In this project, we aim for an interdisciplinary research effort where we will study hardware architectures and hardware limitations as well as theoretical limits of possible network performance. The project consists of two phases. In the first, we will develop an initial system design based on state-of-the-art knowledge, derive requirements on hardware and algorithms and create a test range for propagation channel studies. In the second phase, we will design and implement low cost RF heads and FPGA hardware, design algorithms based on propagation channel models from the first phase and ultimately evaluate the full system performance in our test range. The expected project outcomes are 1) network deployment guidelines for indoor and outdoor cellular and wireless systems when using distributed antenna systems; 2) suitable hardware architectures and designs for low cost distributed antenna systems; 3) low complex base band solutions for centralized processing; and 4) propagation models for distributed antenna systems or large arrays.
Popular science description
Flerantennsystem (även kallade MIMO-system) har varit föremål för intensiv forskning det senaste årtiondet och har nyligen även börjat användas i kommersiella radionät, t.ex. för fjärde generationens mobiltelefoni. Sådana system bygger på att man med hjälp av multipla antenner hos såväl sändare som mottagare kan skicka multipla dataströmmar samtidigt mellan de två. Även om prestandan hos flerantennsystem förvisso är imponerande i många hänseenden, medför de ständigt ökande kraven på högre datahastigheter och nätverkskapacitet att vidare utveckling likafullt är nödvändig. En tänkbar förbättringsstrategi är att låta framtida flerantennsystem vara distribuerade, vilket innebär att de består av en central processor som samlar in och samtidigt behandlar signaler från ett stort antal basstationer eller antenner, vilka kan vara fördelade över ett tämligen stort geografiskt område. Detta skiljer sig mot nutida flerantennsystem där varje basstation utför sin egen signalbehandling, och använder sig av flerantennsteknik genom att själv vara utrustad med multipla antenner. Ett distribuerat system har ett flertal huvudsakliga fördelar gentemot ett ”vanligt” system. För det första är antennkorrelationen, ett mått på hur pass lika de mottagna signalerna på två olika antenner är och en av de största begränsningarna med flerantennsystem, lägre i ett distribuerat system, vilket möjliggör en högre datahastighet. Vidare möjliggör distribuerade flerantennsystem användandet av en lägre sändareffekt och därtill medför de, för cellulära system, att bättre radiosignal kan fås hos användare som befinner sig i en cells utkant. Målet med det här projektet är att studera de teoretiska möjligheterna för distribuerade flerantennsystem, utforska hur sådana system bör utformas och hur man på bästa sätt bygger enkla sändar- och mottagarenheter för systemet.