Mobiiliverkot ovat kokemassa isoa mullistusta muutenkin kuin siirryttäessä 4G-verkoista 5G-tekniikkaan. Ehkä merkittävin linkin spektritehokkuutta parantava tekniikka on ns. massiivinen MIMO, jossa suuntaavilla antenneilla saadaan päätelaitteeseen usean signaalin yhdistävä linkki.
Nokia Networksilla SoC-piirien mallinnuksesta vastaava Sami Repo kertoi eilen Mathworksin Matlab Expo -tapahtumassa Helsingissä, miten tulevien 5G-radioiden piirisarjojen suunnittelussa mallinnus- ja simulointityökaluilla on ollut iso merkitys. Niiden avulla suunnittelijat voivat simuloida erilaisia käyttötapoja. Samalla työkaluilla voidaan eliminoida ongelmia, joita ei muuten suunnittelussa ehkä nähtäisi.
Nokian vastikään esittelemä uusi ReefShark-piirisarja on tärkeä askel tässä kehityksessä ja osoitus mallipohjaisen suunnittelun voimasta. Piirisarjan avulla antennien tehonkulutusta on saatu parannettua merkittävästi samalla kun piirin tehonkulutus on puristettu pienemmäksi.
Massiivinen MIMO on tekniikka, jota on tuotu pikkuhiljaa 3GPP:n LTE-määrityksiin. 5G:ssä tilanne on toinen, sillä massiivi-MIMO kuului sen vaatimuksiin alusta asti. Ilman sitä ei 5G-verkoissa päästän haluttuun spektritehokkuuteen, joka on ainoa tapa yltää tavoiteltuun jopa 10 gigabitin datanopeuteen.
Messuilla on jo nähty monenlaisia massiivi-MIMO-järjestelmiä ja tutkimuslaboratorioissa on taidettu testata jo parin sadan antennin järjestelmää, mutta kaupallisessa käytössä niitä ei vielä ole. Vai onko?
- Tällä alueella on nyt todella kova kilpailu, suostuu Sami Repo raottamaan salaisuutta. Tarkennusta kysyttäessä hän myöntää, että ensimmäiseksi markkinoille tulevat 8 ja 16 antennin MIMO-järjestelmät.
Käytännössä käytössä olevan spektrin aallonpituus määrittää pitkälle sitä, milloin massiivi-MIMO-vastaanotto on päätelaitteissa mahdollista. Alhaisilla taajuuksilla antennien pitäisi olla massiivisen isoja, mikä vie pohjan käytännön toteutuksilta. Tämän takia 3,5 gigahertsin taajuusalue on niin kiinnostava operaattorien kannalta: se avaa oikeita mahdollisuuksia useiden gigabittien datanopeuksille päätelaitteissa.
Lisäksi datanopeutta rajoittavat tietenkin käytettävissä olevat taajuudet. Alle kuudessa gigahertsissä vapaata kaistaa on noin 200 megahertsiä, jolla päästään parhaimmillaan kahden gigabitin nopeuksiin. 20-90 gigahertsin alueella vapaata aluetta on yli 2000 megahertsiä, joten yli 10 gigabitin yhteyksissä on välttämätöntä mennä korkeammille taajuuksille.
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
