Fredrik Tufvesson

– Vi har precis fått ihop de olika delarna, allt står ihopbyggt i vårt labb, och tanken är att systemet ska snurra i augusti, berättar Fredrik Tufvesson, professor i radiosystem vid LTH för Elektroniktidningen.

Det som byggts är en testbädd som emulerar en basstation med väldigt många antenner – ett multiantennsystem kallat massiv Mimo (Multiple Input Multiple Output). Kvalificeringen ”massiv” är viktig eftersom traditionell Mimo med två till fyra antenner på basstation och terminaler redan används i både LTE och IEEE 802.11n (wifi med Mimo).

– Den viktigaste förändringen är att basstationerna får fler antenner, från dagens två eller fyra till runt hundra antenner, säger Fredrik Tufvesson.

Första bilden av testbädden i LTH-labbet Klicka för större bild!

Testbädden LuMaMi (Lund University Massive MIMO testbed) är en basstation med 100 koherenta parallella rf-kedjor, kopplade till en stor gruppantenn med lika många element. Basstationen servar upp till tio användare med enkelantenner, där alla använder samma tids-frekvensblock.

– Separationen mellan användarna sker genom att man utnyttjar deras olika spatiella signaturer.

– Det betyder att radiosignalen letar sig fram via olika vägar, samtidigt som överskottet av antenner på basstationen gör att länkarna till de olika användarna blir väldigt stabila. Totalt sett ger detta en extremt energieffektiv kommunikation, där man kan ha väldigt många samtidiga användare, förklarar Fredrik Tufvesson.

Målet med framtida multiantennsystem är i huvudsak att höja energieffektiviteten räknat på utsänd effekt med en faktor tio. Samtidigt ska spektraleffektiviteten höjas med en faktor tio i verkliga miljöer jämfört med dagens teknik.

– Hela idén är att göra telefonerna enklare och låta basstationerna göra en större del av jobbet.

Testbädden vid LTH har utvecklats i samarbete med National Instruments, medan Bell Labs, Rice University i USA, varit delaktigt i teknikutvecklingen.

– Under skalet sitter mjukvaruradio från National Instruments, med totalt 50 FPGA:er, en central processorenhet, en massa kort för att hantera dataströmmarna, och enheter för att distribuera tids- och frekvenssynk till alla ingående enheter, berättar  Fredrik Tufvesson för Elektroniktidningen.

Testerna som drar igång i sommar kommer att ske både inomhus och utomhus i så verkliga miljöer som möjligt. Det inkluderar traditionella basstationsplaceringar på tak, men också lösningar med wifi-accesspunkter för att hantera många användare på ett litet utrymme.

– Det är första gången massiv Mimo testas i denna utsträckning för realtidskommunikation, konstaterar Fredrik Tufvesson.