Hoppa till innehåll
EN In english

Distribuerad massiv MIMO med lågprecisions-komponenter

Diarienummer
ID19-0036
Projektledare
Durisi, Giuseppe
Start- och slutdatum
200101-241231
Beviljat belopp
2 500 000 kr
Förvaltande organisation
Chalmers University of Technology
Forskningsområde
Informations-, kommunikations- och systemteknik

Summary

Syftet med det föreslagna projektet är att undersöka teoretiska och verkliga prestanda för distribuerade massiva multi-användar (MU) multi-in multi-ut (MIMO) arkitekturer baserade på lågprecision-komponenter, och som använder 1-bits direktsampling av radiosignalen. De specifika målen med projektet är: 1)"Genom att undersöka gränsen för bithastighet på en dubbelriktad distribuerad massiv MU-MIMO kommunikationslänk vill vi hitta en hårdvaruarkitektur som ger balans mellan komplexitet och prestanda. 2)"För den valda arkitekturen avser vi att designa algoritmer för kanalestimering, datadetektion och för-kodning, vilkas prestanda ligger nära gränsen enligt Mål 1. 3)"Vi kommer att demonstrera att den föreslagna arkitekturen är praktiskt implementerbar i en massiv MU-MIMO testbädd. Insikterna från experiment i denna testbädd används sedan för att förfina de teoretiska modellerna från Mål 1 och 2. Projektet har även målet att stärka samarbetet mellan Chalmers och Ericsson inom området ”radioaccess för 5G och framåt” som är av stor vikt för svensk industri. Andra mål är produktion av vetenskapliga artiklar och patent, och att bidra till kunskapsöverföring mellan Chalmers och Ericsson.

Populärvetenskaplig beskrivning

Vi lever i ett informationssamhälle där behovet av att kommunicera och utbyta information ständigt ökar. Till en ökande del, så sker denna kommunikation trådlöst. Tillsammans med behovet av snabb dataöverföring finns en stor medvetenhet kring att energiåtgången för att åstadkomma detta måste minimeras. I näten för mobil kommunikation så har kraven på ökad kapacitet och minskad energiförbrukning lett till att man nu börjar undersöka hur framtidens mobila kommunikationssystem skall utformas. Genom teoretisk forskning har man kommit fram till att mycket stora kapacitets och energibesparingsvinster kan åstadkommas om varje basstation, till skillnad från dagens enstaka antenner och låga frekvenser, i framtiden utrustas med 100-1000tals oberoende radiosändare med låg uteffekt. Men, faktum är att det i dagsläget inte finns några kostnads- eller energieffektiva lösningar på hur man med tillgängliga tekniker skall kunna realisera ett så stort antal oberoende radiosändare, som alla dessutom måste vara noggrant synkroniserade till varandra. Detta har inspirerat oss och andra att forska på radikalt nya tekniska lösningar. Genom teoretisk forskning har vi visat att kraven på hårdvaran kan drastiskt sänkas i massiva multi-antenn-system. Faktum är att de teoretiska resultaten visar att fullgod kommunikation kan upprätthållas även om radioelektroniken endast arbetar i två lägen: av eller på. Denna heldigitala radio drar full nytta av den stadiga utvecklingen mot lägre energiförbrukning i digitala kretsar. Detta industridoktoranprojekt utgår från de tidigare teoretiska och delvis idealiserade undersökningarna och syftar till att bättre förstå de praktiska begränsningarna och möjligheterna som heldigital, lågprecision-radio för massiva multi-antennsystem erbjuder i en verklig tillämpning. Det övergripande målet är att lägga grunden för realisering av framtidens energieffektiva kommunikationssystem. Projektet är tvärdisciplinärt och drar nytta av synergier mellan Ericssons kunnande inom kommunikationssystem med Chalmers forskning kring såväl informationsteori, hårdvarunära signalbehandling och radiokretsar. Genom den gemensamma industridoktoranden så väntas projektet därför resultera i ökad samverkan mellan forskare inom olika discipliner och mellan forskare och ingenjörer i industrin och akademin.