Realtids 4K-videotransmission muliggjort med højhastigheds millimeterbølgeteknologi

Forskere har udviklet et millimeterbølge (mmW) trådløst kommunikationssystem, muliggør langdistancekommunikation og transmission af 4K ukomprimeret video fra en drone i realtid.

Fremkomsten af ​​5G bredbånd vil åbne en helt ny række af muligheder, såsom 360-graders videostreaming og fordybende virtual reality-applikationer. Måske vigtigere er alle de nye tjenester, der vil opstå som et resultat. Forestil dig en verden, hvor alle enheder er trådløst forbundet, med droner, der overvåger trafikken og assisterer i eftersøgnings- og redningsopgaver. En verden, hvor autonome køretøjer kommunikerer med hinanden, og bærbare enheder giver sundhedsovervågning i realtid og advarer læger i en nødsituation.

Skridt mod en sådan virkelighed er taget i det EU-finansierede 5G MiEdge-projekt, der blev lanceret i 2016. Det udførte arbejde har bidraget til udviklingen af ​​et mmW trådløst kommunikationssystem, der har gjort langdistancekommunikation mulig. Ved at bruge dette system, 4K ukomprimeret video er blevet transmitteret i realtid fra en drone. Det udviklede videotransmissionssystem har en mmW trådløs kommunikationsenhed med en lille, lyslinseantenne, der kan monteres på en drone. En yderligere fordel er den væsentligt kortere forsinkelse sammenlignet med konventionel komprimeret transmission.

Live dronetest på 5G-netværk

Projektholdet gennemførte en demonstration, hvor de brugte en drone til at tage video i 4K. Videoen blev transmitteret i realtid fra mere end 100 m væk til et adgangspunkt på jorden. I denne demonstration, vejsideenhederne (RSU'er) brugte 3-D-LiDAR-sensorsystemer til at skabe et dynamisk 3-D-kort, der blev delt med andre RSU'er via mmW-kommunikation. Køretøjet kommunikerede med RSU'en for at modtage en fusioneret, global, realtid, dynamisk 3-D kort, der udvidede dets perceptionsområde, bidrage til bedre trafiksikkerhed og effektivitet.

Dette trådløse kommunikationssystem er baseret på den teknologi, der er udviklet af projektet for at overvinde svaghederne ved mmWs og mobile edge computing (MEC), som har vakt interesse for brug i 5G-netværk. På trods af deres lovende evne til at muliggøre højhastighedskommunikation, mmW'er har høje dæmpningsniveauer, hvilket betyder, at radiosignalet bliver svagere over afstande. Et andet problem var backhauling – at få data til et punkt, hvorfra de kan distribueres over et netværk – da 10 Gigabit Ethernet backhaul ikke kan leveres overalt. Mens MEC er i stand til at omgå backhaul-netværkenes begrænsede kapacitet ved at gøre cloud computing-kapaciteter og it-servicemiljøer mulige på kanten af ​​et netværk, den har andre mangler. Nemlig omallokering af beregningsressourcer er ikke let opnået på efterspørgsel, mens de stadig opfylder de strenge ventetider, der forventes i 5G-netværk.

Projektpartnere kompenserede for hvert systems mangler ved at kombinere mmW-adgang og MEC for at danne mmW-kantskyen, udvikling af et nyt kontrolpanel, der kan indsamle og behandle brugeroplysninger, så ressourcer kan allokeres proaktivt, og skabe et bruger-/applikationscentreret 5G-netværk.

5G MiEdge (5G MiEdge:Millimeter-wave Edge-skyen som en muliggører for 5G-økosystem)-teknologien bliver demonstreret i andre brugsscenarier udover automatiseret kørsel. Den ene er ultrahurtig trådløs forbindelse i lufthavne, togstationer og indkøbscentre for at lette indholdsdownloads i ultrahøj hastighed og massiv videostreaming. Andre scenarier omfatter trådløs kommunikation for passagerer på tog, busser og fly, offentlig videoovervågning og 3-D live videoudsendelser til dynamiske menneskemængder i udendørs byområder. Projektet har også til hensigt at fremvise sine teknologier ved sommer-OL 2020 i Tokyo.