Distribuerade antennsystem för högeffektiva trådlösa system
- Diarienummer
- RE10-0075
- Start- och slutdatum
- 110301-170630
- Beviljat belopp
- 26 384 000 kr
- Förvaltande organisation
- Lund University
- Forskningsområde
- Informations-, kommunikations- och systemteknik
Summary
Målet med projektet är att utforska möjligheten för distribuerade antennsystem att utgöra en del av nästa generations trådlösa och mobila kommunikationssystem. För distribuerade antennsystem, vilka består av en central processor som behandlar signalerna från ett mycket stort antal basstationer/accesspunkter samtidigt, saknas för närvarande kunskap om många fundamentala detaljer. Inom det här projektet kommer interdisciplinär forskning genomföras genom att studera hårdvaruarkitektur och hårdvarubegränsningar såväl som teoretiska begränsningar hos sådana nätverk. I projektets första fas kommer en initial systemdesign skapas baserat på nuvarande kunskap om distribuerade antennsystem, krav på hårdvara såväl som algoritmer kommer specificeras, och en testbed kommer utformas. I den andra fasen kommer vi designa och implementera lågkostnadskomponenter till antennenheter, implementera FPGA-hårdvara samt designa algoritmer baserat på utbredningskanalmodeller från fas ett, och slutligen kommer vi utvärdera det fullständiga systemets prestanda genom vår mätuppställning. De förväntade projektmålen är 1) riktlinjer för utformning av trådlösa nätverk baserade på distribuerade antennsystem, inomhus såväl som utomhus; 2) lämplig hårdvaruarkitektur och -design för lågkostnadsnätverk baserade på distribuerade antennsystem; 3) basbandslösningar med låg komplexitet för central signalbehandling; 4) utbredningsmodeller för distribuerade och stora antennsystem.
Populärvetenskaplig beskrivning
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.