År 2024 kunde 5G-signaler strålas ner från himlen

Inom en snar framtid kan din telefon ta sin 5G-signal från himlen istället för en närliggande mast på marken. Det är ett innovativt sätt att lösa problemet med ökad anslutning utan att förlita sig på tusentals markbundna celltorn. Konceptet är känt som en High Altitude Platform Station (HAPS), och det tar i huvudsak celltornet från marken och sätter det i himlen.

Det senaste HAPS-projektet som ska avslöjas är från Stratosfäriska plattformar och Cambridge konsulter. Idag avslöjade paret kärnan i sina ansträngningar, en speciell antenn och obemannat flygplan, som de har arbetat med konfidentiellt under de senaste fyra åren.

Hur kommer det att fungera?

Istället för att prata med ett närliggande torn för att få dess signal, pratar din telefon med en tre kvadratmeter stor antenn kopplade till vätgasdrivna flygplan med 60 meters vingspann, som flyger på en höjd av 12 miles (20 miles) kilometer). Flygplanet, eller HAP, förväntas hålla sig uppe i minst en vecka, samtidigt som det tillhandahåller 4G LTE och

Telefoner avger inte en särskilt stark signal, därav storleken på antennuppsättningen på flygplanet, som har 4 000 radioapparater som arbetar tillsammans inuti. Processorkraften är på samma sätt enorm, och hjälper till att styra och rikta strålarna mot marken även när flygplanet växlar runt, liksom kylsystemet som måste arbeta på hög höjd, minimera motståndet och hålla vikten hanterlig. Det är en spännande teknik i sig.

Själva flygplanet, som är tillverkat av ett kompositmaterial, har redan certifierats för användning, så det anses säkert och redo för flygning i civilt luftrum. Det finns ingen pilot, och markbaserade operatörer kommer bara att vara inblandade under start och landning. Vätgaskraftcellen är inte bara miljövänlig, eftersom den bara producerar vattenånga och avger mycket lite brus, men det ger också ifrån sig mycket kraft - den har redan testats till 50KW i laboratorier - länge varaktighet. Det är mycket mer än de lågeffekts solenergisystem som används på andra HAP-fordon.

HAPS-system förväntas också bli billigare att implementera. Att bygga varje flygplan sparar enligt uppgift 70 % över kostnaderna för att bygga och installera en traditionell mast. Sedan finns det utrymmesbesparande och logistiska fördelar. Enligt undersökningar som citeras av teamet, uppskattas det att det kommer att behövas opraktiska 400 000 5G-master för att täcka till exempel Storbritannien, och varje flygplan kan ersätta cirka 200 av dessa master.

Vad kan du förvänta dig av anslutningen? Flygplanet bör returnera en jämn Sub-6 5G-strålad signal som erbjuder hastigheter på 100 Mbits per sekund och 1m/s latens till enheter som är anslutna till den, som inte behöver någon speciell mjukvara eller hårdvara ändringar. Medan en flotta av HAPS-flygplan kan ge tillräckligt med täckning för ett helt land, är det mycket intressanta att den speciella modulära designen av antennen möjliggör riktad täckning.

Detta innebär att en signal från en del av antennen kan fokuseras på ett enskilt område som en motorväg, eller till och med ett enda fordon som kör på den. Teamet sa att en flotta på 60 flygplan skulle kunna täcka Storbritannien i sin helhet, och tanken är att nätverk ska samarbeta med dedikerade "flygbolag" som driver planen.

Potentiella problem

Vad kan hålla tillbaka projektet? Det tvingar nätverk att tänka om hur de fungerar för närvarande. Nätoperatörer installerar redan ett 5G-nät med traditionella master. Att övertyga dem att kringgå detta och anta en skybound-tjänst kommer att kräva mycket arbete. Teamet kallar dock sitt stratosfäriska nätverk som komplement till ett traditionellt nätverk och säger att kostnaderna kommer att vara frestande mindre än att skapa ett utbrett 5G nätverk med endast markbaserade master.

Det finns också förvirring över hur många enheter, hur många samtal och hur mycket data ett enskilt flygplan kan hantera på en gång, vilket Stratospheric Platforms säger är en planeringsfråga för nätverken snarare än något det handlar om med. Om kapaciteten inte är tillräckligt hög kan nätverk tänka sig för två gånger. Kostnader för driften av flottorna för nätverk kan också göra tidig adoption oroväckande dyr.

Stratospheric Platforms koncept är inte det första exemplet på HAPS vi har sett. Den SoftBank-stödda HAPMobil projekt skickade sin Sunglider-plattform upp i stratosfären för ett framgångsrikt test i september, medan Googles Loon vill sätta radiosändare på massiva solcellsdrivna ballonger. Facebooks Aquila skapade också rubriker 2016 efter dess första provflygningen, men projektet var inställd 2018. De HAPS Alliance belyser hur många företag som arbetar med denna teknik. Medlemmar inkluderar Nokia, Ericsson, Airbus och Telefonica.

När kommer den?

När kan vi förvänta oss att se Stratospheric Platforms HAPS-system i drift? Deutsche Telekom är projektets initiala investerare och lanseringspartner, och det har redan testat en tidig version för att visa att systemet fungerar. Stratospheric Platforms flygplan är i förproduktion nu, med planer på den första prototypflygningen 2022, medan antennen finns som ett proof of concept och fungerar med 3G, 4G och 5G. Tjänsten förväntas gå live 2024.

Redaktörens rekommendationer

• T-Mobiles enorma ledning inom 5G-hastigheter kommer inte någonstans
• Netgears nya M6 Pro-router låter dig använda snabb 5G var du än går
• T-Mobiles 5G är fortfarande oöverträffad - men har hastigheterna sjunkit?
• Här är hur snabbt 5G på din Samsung Galaxy S23 verkligen är
• Vad är 5G UW? Den verkliga innebörden bakom ikonen på din telefon

Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.