Hexa-X

Nu designas framtidens 6G-nät

​Lagom när 5G börjar introduceras för oss vanliga användare är forskarna redo att utforma 6G. Chalmers är en av aktörerna i ett europeiskt projekt som ska lägga grunden för nästa generations mobila kommunikationsnät. Genom att integrera artificiell intelligens byggs en smart väv upp som ska kunna knyta samman våra fysiska, digitala och personliga världar. ​
Förhoppningarna är stora och önskelistan lång för vad som ska bli möjligt med 6G-kommunikation inom tio år, kanske till och med tidigare. 6G nämns som möjliggöraren för ”Internet of Senses”. Människans alla fem sinnen ska kunna omfattas av upplevelser via internetapplikationer, inte enbart syn och hörsel som idag. Våra hem, kontor, fabriker och städer kommer att kunna avbildas i en ständigt uppdaterad interaktiv karta, som förutsäger vad som kommer att hända i den verkliga världen. Vi kommer att kunna kommunicera via hologram och smarta ytor med tredimensionella positionsangivelser och orienteringsinformation.

Tommy Svensson – 6G kommer att ge oss betydligt mer av det som 5G erbjuder. Dessutom blir 6G ett viktigt verktyg för att kunna nå flera av FN:s hållbarhetsmål. Det som möjliggör allt detta är höga överföringshastigheter, låg fördröjning, kunskap om radiomiljön, position och orientering, integration av sensornätsfunktionalitet, nätverk av nätverk och att beräkningskraften decentraliseras i mobilnäten. En nyckel till det är att 6G kan garantera energieffektiv, pålitlig, robust och säker kommunikation, säger Tommy Svensson, professor i kommunikationssystem på Chalmers med fokus på trådlös kommunikation.

Lägger grunden till en global standard
Europa har hela tiden varit ledande i att ta fram standarder för mobil kommunikation och 6G är inget undantag. Vid årsskiftet startar projektet Hexa-X, som finansieras via EU:s ramprogram för forskning och innovation, Horizon 2020. Syftet är att definiera de tekniska principerna för 6G-systemet och att lägga grunden till arbetet med en global standard, vilket blir utgångspunkten för telekombranschen när de sedan utvecklar sina produkter och tjänster.

– Det är mycket glädjande att vi på Chalmers än en gång får förtroendet och förmånen att vara med och lägga grunden till standarden för en ny generation mobilnät, säger Tommy Svensson som koordinerar Chalmers deltagande i Hexa-X och leder ett delprojekt inom distribuerade stora antennsystem, samt medverkar i Hexa-X arbete kring vision, arkitektur och systemaspekter. 

Byggs på artificiell intelligens redan från start
Redan idag används algoritmer och artificiell intelligens för att på olika sätt optimera mobilnäten, men i 6G kommer stödet för artificiell intelligens och maskininlärning att finnas redan från start. Det innebär att applikationer kan tränas för komplexa uppgifter och utföra dem parallellt, när information och beräkningskraft samtidigt kommer närmare användarna, längre ut i mobilnäten. 

6G kräver att ett nytt radiospektrum tas i bruk, vilket är en stor teknisk utmaning. För att kunna uppnå datatakter i skalan Terabit/sekund och svarstider ner mot 0,1 millisekund måste signalerna sändas i frekvensband som närmar sig Teraherz-området, gärna bortom 300 GHz. Det ger mycket hög bandbredd men också mycket kort räckvidd för radiosignalerna. Signalerna kommer att blockeras av väggar och andra hinder, vilket innebär behov av nya typer av antenner – små och många som ger täckning men bara används när de verkligen behövs. Även basstationerna kommer att bli fler och mindre i storlek.

– Det innebär att en väv av smart radiokommunikation byggs upp, men som enbart används där och då den har en uppgift att utföra, säger Tommy Svensson.

– De väldigt smala och styrbara antennloberna ger helt nya möjligheter för exakt positionering. För gemene man innebär det att mobilen kommer att innehålla alltmer sofistikerade kartfunktioner. För mobilsystemets del innebär det att en sändares position kan bestämmas i alla tre rumsdimensionerna, samt även dess orientering, exakt på under en centimeter, säger Henk Wymeersch, professor i kommunikationssystem på Chalmers med fokus på kooperativa system, som leder Hexa-X arbetspaket inom lokalisering och avkänning.

Helhetstänkande för hållbar vidareutveckling
– En utmaning i utvecklingen av 6G-teknik är att vi måste tänka mycket mer holistiskt, säger Tommy Svensson. Det handlar inte längre om att hitta isolerade smarta funktioner, utan om att bygga en helhet där det finns inbyggda kontrollsystem för hur tekniken fungerar och tillåts användas till nytta för samhället och i den enskilda privatpersonens intresse. Aspekter i form av hållbarhet, miljöhänsyn, demokrati, inkludering och personlig integritet måste därför byggas in i de kommunikationssystem som vi forskare och telekombranschen nu tar fram.

– Jag ser livscykelanalyser som ett kommande intressant verktyg för att göra hållbarhetsanalyser inom 6G. På så sätt kan vi förstå inte enbart vilka viktiga designkrav som bör ställas på 6G, utan även analysera nyttan med 6G för digitalisering av helt nya områden, säger Tommy Svensson.

Text : Yvonne Jonsson
Porträttfoto: Anna-Lena Lundqvist​​
Övriga bilder: Hexa-X











Projektet Hexa-X syftar till att knyta samman vår mänskliga sinnevärld, byggd på intelligens och värderingar, med den digitala världens informationsöverföring och processflödena i den fysiska världen.

Sex forskningsutmaningar för att lägga den tekniska grunden för 6G:
  • Connecting intelligence: Integrera artificiell intelligens och maskininlärning som verktyg för att påtagligt förbättra effektiviteten och upplevelsen av tjänster som tillhandahålls genom mobilnäten
  • Network of networks: Förena olika typer av resurser i ett digitalt ekosystem som bildar ett enda nätverk av nätverk
  • Sustainability: Bygga upp teknik som i sig är hållbar ur energisynpunkt samt möjliggör resurseffektiva och hållbara digitala lösningar för industri och samhälle, som även fungerar som underlag för beslutsfattande
  • Global service coverage: Utveckla effektiva och prisvärda tekniska lösningar som ger global tillgång till tjänsterna, även på svåråtkomliga platser
  • Extreme experience: Utmana gränserna för överföringshastigheter, svarstider, kapacitet, positionering och avkänning
  • Trustworthiness: Säkerställa att kommunikationssystemen är robusta och säkra samt värnar användarnas integritet

Om projektet Hexa-X
Projektet samlar en lång rad tekniskt framstående samarbetspartners i Europa för att gemensamt utveckla sjätte generationens mobilnät, 6G. Hexa-X startar i januari 2021 och beräknas pågå 2,5 år. De ingående parterna representerar hela värdekedjan inom kommunikationsbranschen inklusive forskningsinstitut och universitet, såsom exempelvis Nokia, Ericsson, Intel, Orange, Qamcom och Siemens. Från den akademiska världen deltar bland annat Chalmers och universiteten i Helsingfors (Aalto), Dresden, Kaiserslautern, Pisa, Turin och Uleåborg.

För mer information kontakta
Tommy Svensson​, koordinator för Hexa-X på Chalmers, professor i forskargruppen för kommunikationssystem, där han leder forskningen inom området trådlösa system, vid institutionen för elektroteknik

Sidansvarig Publicerad: må 14 dec 2020.