National Instruments und University of Edinburgh Forschungskooperation für 5G

National Instruments und die University of Edinburgh arbeiten gemeinsam an neuen Konzepten, mit denen sich die energieeffiziente Wireless-Kommunikationskapazität in geschlossenen Räumen deutlich verbessern ließe. Damit soll ein weiterer Schritt in Richtung 5G getan werden.

Professor Harald Haas, Lead Researcher an der University of Edinburgh, gilt als Wegbereiter für die nächste Generation von Massive MIMO (Multiple Input, Multiple Output), die so genannte räumliche Modulation.

Die Wissenschaftler um Haas setzten die National Instruments Hardware NI PXI Express und die Systemdesignsoftware NI LabVIEW ein, um den ersten funktionsfähigen Prototyp zu entwickeln, der Techniken zur räumlichen Modulation über einen Kanal einsetzt.

Bereits 2011 stellte Haas ein funktionierendes Konzept vor: das so genannte »LiFi« (Light Fidelity), das VLC (Visible Light Communication) über eine einkanalige Punkt-zu-Punkt-Verbindung nutzt. Nun plant er, diese Technologien zu kombinieren, um optische Wireless-Netzwerke mit einer noch höheren Dichte zu entwickeln – die so genannten optischen Attozellen-Netzwerke. Sie nutzen die MIMO-Gewinne in den optischen und den RF-Bereichen für eine energieeffiziente Wireless-Kommunikation in geschlossenen Räumen.

»Uns ist seit langem bewusst, dass eine Verringerung der Zellengröße zu einer deutlich höheren Mobilfunkkapazität führen kann«, erklärt Prof. Haas. »Es ist jedoch noch nicht klar, wie wir die derzeitigen Spektrum-, Energie- und Störungsbeschränkungen aufheben können. RF- und optische Netzwerke, die durch räumliche Modulation und den Massive-MIMO-Ansatz zusammen eingesetzt werden, könnten jedoch Störungen verhindern und die Energieeffizienz, Verfügbarkeit und Abdeckung mit der bereits existierenden Infrastruktur stark erhöhen.«

Für die Prototypen-Entwicklung setzt das Team der University of Edinburgh auf die NI-LabVIEW-RIO-Technologie (RIO = rekonfigurierbare I/O): Mit Hilfe des NI FlexRIO Software Defined Radio Bundle mit rekonfigurierbaren FPGAs und austauschbaren I/O-Adaptermodulen arbeiten die Forscher an Prototypen, die auch außerhalb der Raten eines kommerziellen RF-Wireless-Systems einsetzbar sind. Das Team erreichte kürzlich mit einer einfarbigen LED eine Datenübertragungsrate von 3,5 Gbit/s.