Morgondagens basstation följer varje steg du tar

Framtidens basstationsantenn kan rikta och forma loben individuellt för varje användare.

Genom att införa intelligentare antenner kan operatörerna öka kapaciteten utan att använda mer bandbredd. Att bättre antenner kommer är därför en säker gissning.

Men det är svårt att svara på hur länge det dröjer innan de nya antennerna finns i kommersiella system. Forskarna på högskolorna tar ju inte fram några produkter, och på Ericsson tiger man som muren.

Uppsala och Göteborg

I Sverige pågår antennforskning på avdelningen för Kretselektronik i Uppsala och vid Chalmers i Göteborg.

- Vår antenn är både styrbar och adaptiv, berättar forskaren Tommy Öberg i Uppsala.

Det innebär att antennloben både kan vridas i horisontalplanet för att följa en mobiltelefon och formas så att störningar från andra riktningar undertrycks.

Bägge funktionerna är viktiga. Genom att göra loben smal och rikta den mot en enda användare kan frekvenserna återanvändas tätare.

Med mindre celler är det större chans än idag att få kanalinterferens, det vill säga att man störs av en annan användare som utnyttjar samma frekvens. Det problemet kan minskas genom att antennloben formas så att ingen effekt tas emot i den riktningen.

De första försöken med styrbara antenner för det analoga NMT-systemet gjordes 1993 i Uppsala. Idag är forskningen helt inriktad på det digitala GSM-systemet.

Uppsalaforskarnas senaste system består av tio antennelement, var och en med en lobvinkel på ±30 grader. De är monterade på en cylinder för att täcka hela horisontalplanet.

Till varje antennelement finns tre mottagarkedjor varav två är trafikkanaler och en används för styrningen av antennen.

För att forma loben i en elektriskt styrbar antenn fasvrids signalen från varje antennelement individuellt innan den summeras med de övriga. Här finns den största svårigheten, att räkna ut hur mycket varje signal ska fasvridas.

- Vi har valt en ganska enkel algoritm som är robust och inte alltför beräkningsintensiv, förklarar Tommy Öberg.

- Idag görs beräkningarna med ett datorkort som har sju processorer och klarar 350 miljoner flyttalsoperationer per sekund. I ett kommersiellt system måste algoritmerna implementeras i en asic om det ska bli tillräckligt billigt.

- Till hösten ska vi göra en utvärdering tillsammans med Ericsson Radio Access, berättar Tommy Öberg.

Uppsalaantennen är dock inget komplett mobiltelefonisystem. Dels används bara en av åtta tidsluckor för mottagning och så finns det ingen sändare. För att inte störa andra system har man valt 1800 MHz och inte 900 MHz.

Men mycket arbete återstår innan de första kommersiella produkterna kan tas i drift. Förutom att ta fram en robust algoritm måste också själva hårdvaran bli betydligt billigare och kompaktare.

Det lär ta några år. På Ericsson pågår produktutveckling men ämnet är såpass känsligt att ingen får uttala sig.

Per Henricsson