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MIMO masivo, sistemas MIMO grandes

MIMO masivo, sistemas MIMO grandes

Los grandes sistemas MIMO, a menudo denominados sistemas MIMO masivos, pueden definirse como aquellos que utilizan decenas o cientos de antenas en los terminales de comunicación.

Los sistemas MIMO tradicionales pueden tener dos o cuatro, algunos incluso pueden tener ocho antenas, pero este ha sido el límite en los primeros sistemas que adoptaron MIMO.

El concepto de MIMO masivo o sistemas MIMO grandes está entrando en muchas áreas de desarrollo, ya que puede ofrecer algunas ventajas distintas.

Beneficios masivos de MIMO

Existen muchas ventajas al utilizar la tecnología MIMO grande. El uso de más antenas en un sistema MIMO crea más grados de libertad en el dominio espacial y, por lo tanto, esto permite lograr una mayor mejora en el rendimiento:

  • Aumento de la velocidad de datos: El aumento del número de antenas permite utilizar un mayor número de rutas y, por tanto, transferir un nivel mucho mayor de datos en un tiempo determinado.
  • Aumento de la relación señal / ruido del enlace básico: Una de las ventajas básicas del uso de sistemas MIMO es que se pueden utilizar para mejorar la relación señal / ruido del sistema en general. El uso de MIMO grande o MIMO masivo permite llevar esto a un nivel superior. También hay un aumento en el endurecimiento contra la interferencia intencional como resultado de la gran diversidad.
  • Endurecimiento del canal: Aumentar significativamente el número de antenas para crear un sistema MIMO masivo significa que el sistema se vuelve menos sensible a las entradas reales de la matriz de canales. A su vez, esto tiene más ventajas en el área del procesamiento de señales. Es necesario que los detectores lineales realicen inversiones de matriz y esto se puede hacer más fácilmente dentro del procesamiento a medida que esta capacidad aumenta con los desarrollos tecnológicos.

Colocación de la antena

Uno de los problemas clave con cualquier sistema MIMO es la ubicación de las antenas. Para muchos sistemas que utilizan unidades físicamente pequeñas, la ubicación de la antena puede presentar algunos problemas.

Para que el sistema MIMO pueda funcionar satisfactoriamente, la correlación entre antenas debe ser pequeña. Como regla general, se considera necesario un espaciado de λ / 2 (donde λ es la longitud de onda de la señal) para proporcionar casi ninguna correlación entre las antenas.

Para lograr esto, se pueden adoptar una variedad de enfoques.

  • Utilice altas frecuencias: Para poder acomodar los números de antenas más altos requeridos para los sistemas MIMO grandes, el uso de frecuencias más altas acorta la longitud de onda de las señales, permitiendo así que el espaciado de las antenas en términos de longitudes de onda se acomode dentro de un espacio físico dado. Muchos sistemas están considerando el uso de frecuencias por encima de 10 GHz, extendiéndose incluso hasta 60 GHz y más allá y.
  • Utilice espaciado volumétrico en lugar de lineal: Es posible usar las tres dimensiones dentro de un artículo para proporcionar un espacio dentro de tres dimensiones en lugar de solo dos dimensiones como de forma lineal. Aunque muchos elementos, incluidos los teléfonos móviles, a menudo son delgados y, por lo tanto, este enfoque puede no ser aplicable, en algunos casos un cubo podrá acomodar más antenas mediante el uso de espacios en tres dimensiones.
  • Uso de modulación espacial: El número de cadenas de RF necesarias para un sistema MIMO masivo se puede reducir sin comprometer la eficiencia espectral mediante el uso de modulación espacial. La modulación espacial es una forma de modulación que solo requiere el uso de una cadena de tránsito para múltiples antenas. Efectivamente, utiliza una antena de una matriz a la vez para la transmisión.

    La modulación espacial adopta un mecanismo de codificación simple pero efectivo que establece un mapeo uno a uno entre bloques de bits de información transmitidos y las posiciones espaciales de la antena transmisora ​​en el conjunto de antenas general.

Caminos MIMO masivos

Uno de los requisitos clave para un sistema MIMO grande es que existe una gran diversidad de rutas de señal entre el transmisor y el receptor. Esto normalmente está presente en un interior típico y en la mayoría de los entornos urbanos. Otros entornos donde hay menos rutas no podrán proporcionar los mismos beneficios con un MIMO y mucho menos con un sistema MIMO grande, ya que habrá menos rutas disponibles.

El espaciado inadecuado entre las antenas significará que tienden a correlacionarse más y las ganancias de los sistemas MIMO no se pueden realizar.

Otra situación que puede ocurrir, incluso en un entorno rico en dispersión, es cuando todas las rutas pasan por un punto de apriete. Esto puede resultar en que haya menos dimensiones espaciales independientes y, en consecuencia, se reducirá el rendimiento.

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