I Vantaggi delle MIMO di Massa per l’Infrastruttura Mobile 5G

CircuitStudio

Big Tex

Anche se ora mi trovo nel sud della California, in realtà sono nato in Texas. C’è un detto delle nostre parti che potreste già aver sentito: “Tutto è più grande in Texas”. E per quanto riguardava me, era vero. Ero la persona più alta della mia famiglia. Mi piace pensare che anche le menti dietro alle antenne ad input e output multipli (MIMO) di massa sono nate in Texas. Le antenne MIMO sono già in circolazione da anni, ma le MIMO di massa sono una tecnologia che solo negli ultimi anni sembra aver preso piede, specialmente nel campo del 5G. Il 5G promette di offrire una velocità supersonica combinata ad una latenza minima, ma per fare ciò necessita di fare leva sui vantaggi dei MIMO di massa. Tra questi, possiamo citare un’eccellente efficienza spettrale, e una localizzazione più accurata degli utenti. Con questa tecnologia, il 5G può diventare realtà.

Ma cos’è il MIMO di Massa?

Un sacco di persone si sentono intimidite la prima volta che entrano in Texas. Per esempio, quando vi capita di assistere ad una fiera nel Texas e incontrate Big Tex ad accogliervi. Allo stesso modo, il MIMO di massa potrebbe sembrare un po’ troppo complicato di primo acchito. Quindi, iniziamo con i vantaggi del MIMO tradizionale per poi passare a quello di massa.

MIMO significa input ed output multipli (multiple input multiple output). Questo significa che un array di antenne può ricevere ed inviare dati da tanti dispositivi assieme con un solo trasmettitore. Per fare ciò, ogni array fa uso di tante antenne. Grazie alla presenza di tutte queste antenne e di una complicata elaborazione del segnale, le celle possono inviare molti più dati in maniera più affidabile grazie ad alcuni modelli di propagazione appositi.

Il MIMO di massa è lo stesso concetto, ma utilizza ancora più antenne. I sistemi MIMO usano solitamente circa 4 trasmettitori, mentre i MIMO di massa arrivano ad usarne anche 100. L'obiettivo è quello di ottenere un numero di antenne così alto così da avere più trasmettitori che utenti. Tutte queste antenne rendono il MIMO di massa ancora più efficace del MIMO standard.

 Antenna Array

Queste antenne diverranno presto obsolete.

I Benefici del MIMO di Massa

I sistemi MIMO di massa sono estremamente complessi, e implementarli sarà più difficile persino di cavalcare un toro impazzito ad un rodeo. Tuttavia, tutti i vantaggi che il MIMO di massa ha da offrire valgono il sacrificio di essere gettati giù più e più volte.

  • Efficienza Spettrale – Sta diventando un argomento sempre più importante dato che sempre più protocolli comunicativi stanno occupando grandi parti dello spettro elettromagnetico. I governi hanno dedicato una vasta banda di frequenze per il 5G, ma in qualsiasi caso non è comunque una quantità infinita. Il MIMO di massa è in grado di sfruttare le sue antenne per focalizzare i beams su ogni singolo utente. In questo modo è possibile ottenere un'efficienza spettrale 10 volte migliore rispetto ai sistemi MIMO usati dal 4G.

  • Efficienza Energetica – Il Texas non sfornerà petrolio all’infinito, è quindi arrivato il momento di pensare al risparmio energetico anche nei sistemi elettronici. Nel MIMO di massa le antenne possono essere usate in congiunzione per incrementare la potenza del segnale. Questo significa che richiedono meno energia per trasmettere i dati, rendendoli di fatto dei sistemi più efficienti a livello energetico.

Localizzazione degli Utenti – La stessa cosa che rende il MIMO di massa più efficiente a livello energetico permette anche di localizzare meglio gli utenti. Dal momento che le antenne si impegnano a produrre un segnale più potente, la larghezza stessa del segnale viene ridotta. Ecco perché le antenne localizzano gli utenti con un raggio di segnale più stretto. Questa localizzazione sarà più affidabile e veloce della vecchia tecnologia a segnali a vasta area.​

 

City with wireless network

Il 5G ha bisogno di MIMO di massa per collegare efficacemente miliardi di dispositivi.

Applicazioni del 5G

Il MIMO di massa sembra davvero figo, quasi come quegli occhiali di marca. Ma io non ho mai comprato occhiali di marca, perché vorrei avere il MIMO di massa allora? Il mondo mobile sta spingendo i MIMO di massa perché il 5G ne ha bisogno. Lo spettro disponibile è ristretto, quindi si ha la necessità di una efficienza spettrale adeguata. La connessione di miliardi di dispositivi necessita anche di tantissime antenne MIMO per garantire affidabilità ed efficienza energetica.

Il governo degli Stati Uniti ha di recente dedicato una nuova parte dello spettro ad alta frequenza per la tecnologia 5G. Queste frequenze saranno d’aiuto in futuro, mentre per ora si preferisce stare sotto i 6 Ghz per garantire un passaggio più semplice dal 4G/LTE. Inoltre il MIMO di massa è più efficace sotto i 6 Ghz. Questa banda è già abbastanza occupata, e la nuova efficienza spettrale riesce quindi a dare il meglio di se.

Con l’avanzare della tecnologia il nostro mondo sta diventando sempre più interconnesso. L’Internet delle Cose è sempre più popolare, le macchine a guida autonoma sono sempre più vicine, e sono già state predisposte delle reti per le città intelligenti. Il 5G sarà protagonista di tutte queste applicazioni, e connetterà miliardi di dispositivi. Per questo motivo avrà bisogno del MIMO di massa per raggiungere ogni singolo dispositivo. Inoltre la loro efficienza energetica avrà un impatto minimo.

Il MIMO di massa è una tecnologia eccitante quasi quanto un rodeo. Quasi. L’utilizzo di tantissime antenne renderà possibile la connessione di tantissimi utenti in maniera efficiente e affidabile. Questi sono proprio gli obiettivi che il 5G cerca di raggiungere. Con l’arrivo di miliardi di dispositivi connessi online con una banda di spettro troppo limitata, il 5G avrà sicuramente bisogno del MIMO di massa.

Il 5G è sempre più vicino, e se non state ancora progettando delle PCB apposite, dovreste iniziare subito. CircuitStudio® può esservi di grande aiuto. Con la sua vasta gamma di funzionalità sbalorditive vi aiuterà a progettare una nuova generazione di PCB.

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