Un sistema a 96 antenne mette alla prova la prossima generazione di wireless

Anche se i vettori mondiali costruiscono l'ultima infrastruttura wireless, nota come 4G LTE, un nuovo apparato irto di 96 antenne che prende forma in un laboratorio della Rice University in Texas potrebbe aiutare a definire la prossima generazione di tecnologia wireless.

Meraviglia senza fili : Un array di test wireless di 96 antenne presso la Rice University è lo sforzo più avanzato finora per superare la tecnologia 4G di oggi.

L'impianto di riso, noto come Argo , rappresenta il più grande array di questo tipo mai costruito e servirà come banco di prova per un concetto noto come Massive MIMO.

MIMO, o multiple-input, multiple-output, è una tecnica di rete wireless volta a trasferire i dati in modo più efficiente facendo lavorare insieme diverse antenne per sfruttare un fenomeno naturale che si verifica quando i segnali vengono riflessi in rotta verso un ricevitore. Il fenomeno, noto come multipath, può causare interferenze, ma MIMO altera i tempi di trasmissione dei dati per aumentare il throughput utilizzando i segnali riflessi.

MIMO è già utilizzato per il 4G LTE e nell'ultima versione del Wi-Fi, denominata 802.11ac; ma in genere coinvolge solo una manciata di antenne trasmittenti e riceventi. Massive MIMO estende questo approccio utilizzando decine o addirittura centinaia di antenne. Aumenta ulteriormente la capacità focalizzando efficacemente i segnali sui singoli utenti, consentendo di inviare più segnali contemporaneamente sulla stessa frequenza. In effetti, una versione precedente di Argos, con 64 antenne, ha dimostrato che la capacità della rete potrebbe essere aumentata di oltre un fattore 10.

Se hai più antenne, puoi servire più utenti, afferma Lin Zhong, professore associato di informatica alla Rice e co-leader del progetto. E l'architettura gli consente di scalare facilmente fino a centinaia o addirittura migliaia di antenne, dice.

Il MIMO massiccio richiede più potenza di elaborazione perché le stazioni base dirigono i segnali radio in modo più ristretto ai telefoni destinati a riceverli. Questo, a sua volta, richiede un calcolo aggiuntivo per ottenere risultati. Il punto del banco di prova Argos è vedere quanti benefici si possono ottenere nel mondo reale. I processori distribuiti in tutta la configurazione gli consentono di testare diverse configurazioni di rete, incluso il modo in cui funzionerebbe insieme ad altre classi emergenti di stazioni base, note come piccole celle, che servono piccole aree.

Massive MIMO è un progetto intellettualmente interessante, afferma Jeff Reed, direttore del centro di ricerca wireless presso Virginia Tech. Vuoi sapere: quanto è scalabile MIMO? Di quante antenne puoi beneficiare? Questi progetti stanno tentando di affrontarlo.

Un approccio alternativo, o forse complementare, a un eventuale standard 5G utilizzerebbe frequenze estremamente alte, intorno ai 28 gigahertz. Le lunghezze d'onda a questa frequenza sono di circa due ordini di grandezza inferiori rispetto alle frequenze che trasportano le comunicazioni cellulari oggi, consentendo a più antenne di essere imballate nello stesso spazio, come all'interno di uno smartphone. Ma dal momento che i segnali da 28 gigahertz sono facilmente bloccati dagli edifici, e persino dal fogliame e dalla pioggia, sono stati a lungo considerati inutilizzabili tranne che in speciali applicazioni in linea di vista.

Ma Samsung e la New York University hanno collaborato per risolvere questo problema, anche utilizzando array multi-antenna. Inviano lo stesso segnale su 64 antenne, dividendolo per accelerare il throughput e modificando dinamicamente quali antenne vengono utilizzate e la direzione in cui viene inviato il segnale per aggirare i blocchi ambientali (vedi Cosa sarà il 5G: Crazy Fast Wireless Tested in New York città).

Nel frattempo, alcuni esperimenti sono stati orientati a spingere ulteriormente la tecnologia 4G LTE esistente. La tecnologia può, in teoria, fornire 75 megabit al secondo, sebbene sia inferiore nelle situazioni del mondo reale. Ma alcune ricerche suggeriscono che può andare più veloce unendo insieme flussi di dati da diversi canali wireless (vedi LTE Advanced è pronto a potenziare i dati dello smartphone).

Le ricerche emergenti condotte su Argos e in altri laboratori wireless aiuteranno a definire un nuovo standard telefonico 5G. Qualunque siano le specifiche, è probabile che includa una maggiore condivisione dello spettro, più piccoli trasmettitori, nuovi protocolli e nuovi progetti di rete. Introdurre una tecnologia wireless completamente nuova è un compito enorme, afferma Marzetta.

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