Foto: AaU

Af redaktionen/lda 24. oktober 2017 06:00

Allerede inden første fase af 5G-netværket er i luften, arbejder specialister på at forbedre det. De optimerede funktionaliteter, som næste fase skal indeholde, er essentielle i forhold til morgendagens teknologi som eksempelvis selvkørende biler og indendørs, autonome droner.

Udviklingen sker i projektet ONE5G, hvor forskere fra Aalborg Universitet arbejder med aktører i såsom Nokia, Samsung, Intel, Huawei og Orange.

Dataforsinkelser koster
Kravene til det mobile netværk stiger støt i takt med den avancerede, teknologiske udvikling. Der er flere udfordringer forude. Fx ved brug af distribuerede systemer, hvor der skal anvendes trådløs kommunikation, fordi enhederne ikke befinder sig lige ved siden af hinanden, men hvor der stilles lige så høje krav til pålidelighed, som hvis de var forbundet med kabler. 

Det er tale om kritiske applikationer som eksempelvis dem, der skal få selvkørende biler til at kommunikere med hinanden og med sensorer i vejsiderne. Det forklarer Jimmy Jessen Nielsen, lektor på Institut for Elektroniske Systemer ved Aalborg Universitet: 

- Hvis det eksempelvis bliver detekteret, at der er en lastbil på vej ud foran én, så skal man være sikker på, at éns bil modtager kommandoer om, at den skal nødbremse.  Og de kommandoer skal naturligvis komme med en usvigelig pålidelighed, siger han og henviser til den ene af de to store forbedringer, de skal indarbejde i næste version af 5G, nemlig URLLC – Ultra Reliable Low Latency Communication eller omskrevet til dansk: ultrapålidelig kommunikation med lav latenstid.

Måleenheden hedder millisekunder
Når forskerne arbejder med ultrapålidelig kommunikation med lav latenstid, regner de i millisekunder. I det eksisterende 4G-netværk er den mindst opnåelige latenstid – dvs. den tid, det tager at få en besked fra ét sted til et andet – omkring 15-20 millisekunder. Men det er måske kun med 90 procents pålidelighed.

Fuld pålidelighed er dermed ét punkt, der skal forbedres i anden version af 5G. Fx i fabrikshaller, hvor droner skal overvåge produktionen eller flyve med materialer. Der kan også være tale om maskiner, der skal snakke sammen i produktionshallen.

Mere effektiv informationsprotokoller
Fremtidens kommunikation kræver også forbedring af endnu en teknologi i netværket: Massive machine type communication (mMTC). Med udbredelsen af Internet of Things (IoT) bliver der stadig større krav til netværket om understøttelse af mange enheder på én gang. 

– Der vil helt sikkert komme mange flere typer af sensorer og små intelligente enheder, og når de så allesammen skal forbindes til mobilnetværket, er det lidt af en udfordring med de netværk, vi har i dag. Den måde en enhed tilgår netværket på, dvs. den protokol, der anvendes, er meget omstændelig og skal igennem mange trin som identifikation af afsender, sikkerhedstjek, tildeling af resurser osv.

Der er med andre ord en mængde information, der skal sendes frem og tilbage, før man rent faktisk kan sende den information om temperaturen, som er hele formålet med kommunikationen. Og de ekstra informationer, som kaldes overhead, kan sagtens indeholde ti gange mere data end selve temperaturoplysningen.

På den måde bliver der brugt alt for meget af nettets kapacitet på at få helt små informationer ud, som for eksempel en temperaturmåling. Man får populært sagt ikke nok valuta for pengene.

Fremtidens standard
En af de store udfordringer bliver at få de to nævnte forbedringer – URLLC og mMTC – til at blive understøttet i samme mobilnetværk på én gang. De 13 telekommunikationsaktører, der arbejder sammen i forskningsprojektet for anden fase af 5G, er i tæt kontakt. Målet er at udvikle forslag til den fælles standard for 5G, der defineres af den globale interesseorganisation 3GPP, og som dermed bliver gældende på globalt plan.

Fra Aalborg Universitet deltager to forskningsgrupper i projektet, nemlig sektionerne "Connectivity" og "Wireless Communication Networks", der ledes af hhv. professor Petar Popovski og professor Preben Mogensen.