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    Ventajas del MIMO Masivo para Infraestructura Celular 5G

    August 24, 2017

    Big Tex

    Crédito editorial: PureRadiancePhoto / Shutterstock.com

    Aunque terminé aquí en el sur de California, originalmente nací en Texas. Ahí tenemos un dicho que tal vez hayas escuchado, "todo es más grande en Texas". Eso resultó ser cierto para mí, ya que soy el miembro más alto de mi extensa familia. Me gustaría pensar que las cabezas pensantes detrás de los conjuntos de antenas masivas de entrada y salida múltiple (MIMO) también nacieron en Texas. MIMO ha existido durante años, pero el MIMO masivo está comenzando a ganar tracción, especialmente en el ámbito 5G. El 5G promete traernos velocidades increíbles y bajos tiempos de espera, pero para hacer eso, necesitas aprovechar las enormes ventajas de MIMO. Estos beneficios incluyen cosas como una excelente eficiencia espectral y un excelente seguimiento del usuario. Con esta tecnología, 5G se hará realidad.

    ¿Qué es MIMO Masivo?

    Muchas personas se sienten intimidadas cuando se encuentran con "Texas" de frente. Por ejemplo, cuando entras a la feria estatal de Texas y ves que Big Tex te da la bienvenida. De la misma manera, el MIMO Masivo puede parecer demasiado al principio. Así que, comencemos con las ventajas normales de MIMO y avancemos hasta la escala "masivo".

    MIMO significa entrada múltiple salida múltiple. Esto significa que una matriz de antenas receptoras puede recibir datos y enviar datos a múltiples dispositivos al mismo tiempo a través del transmisor. Para lograr esto, cada matriz utiliza múltiples antenas. Con todas esas antenas y procesamiento de señal complejo, las torres de telecomunicaciones pueden aprovechar varios modos de propagación para enviar más datos con mayor confiabilidad.

    El MIMO masivo es el mismo concepto, solo que con múltiples antenas. Los sistemas MIMO pueden usar alrededor de 4 transmisores, donde MIMO masivo usará más de 100 antenas. La descripción más detallada es que MIMO masivo utilizará una cantidad excesiva de antenas para que los transmisores superen en número a los usuarios. Todas esas antenas permiten que MIMO masivo obtenga aún más ventajas que el MIMO actual.

     
     Antenna Array

    Estas antenas se convertirán en cosa del pasado.

    Beneficios de MIMO Masivo

    Los sistemas MIMO masivos son extremadamente complejos, y su implementación será más difícil que montar un toro en el rodeo. Sin embargo, los activos que MIMO masivo puede ofrecer valen la pena.

    • Eficiencia Espectral: se está convirtiendo en un tema muy importante a medida que se utiliza cada vez más el espectro electromagnético para varios protocolos de comunicación. Los gobiernos han reservado una amplia banda de frecuencias para 5G, pero esos espectros no son infinitos. MIMO masivo es capaz de aprovechar su matriz de antenas para enfocar los haces hacia los usuarios individuales. Esto permite lograr eficiencias espectrales 10 veces mejores que las de los sistemas MIMO utilizados para 4Gat.

    • Eficiencia Energética: Texas no producirá petróleo para siempre, por lo que es hora de comenzar a pensar también en la eficiencia energética para los sistemas electrónicos. En las antenas MIMO masivas se pueden usar en conjunto para aumentar la ganancia de las señales transmitidas. Esto significa que irradian menos energía cuando transmiten datos, lo que hace que el sistema sea más eficiente energéticamente.

    • Seguimiento de Usuarios: lo mismo que hace que MIMO sea eficiente desde el punto de vista energético es lo que permite realizar un seguimiento preciso de los usuarios individuales. A medida que los haces de antena se enfocan para producir alta ganancia, sus anchos de haz disminuyen. Por lo tanto, la torre tiene que rastrear a cada usuario con un haz de señal estrecho. Este seguimiento brindará a los usuarios una conexión mejor y más confiable que las señales de área amplia que se han utilizado hasta ahora.

    City with wireless network

    5G necesitará MIMO masivo para conectar de manera eficiente miles de millones de dispositivos.

    Aplicación a 5G

    MIMO masivo suena genial, como un sombrero de vaquero. Sin embargo, no he comprado un sombrero vaquero, entonces, ¿por qué compraría un MIMO masivo? El mundo de la red móvil realmente está comenzando a cavar en MIMO masivo porque 5G lo necesita. Hay una cantidad limitada de espectro disponible para 5G, por lo que la eficiencia espectral es muy importante. Las redes 5G también necesitarán conectarse a miles de millones de dispositivos. Para que eso suceda, necesitarán la precisión milimétrica y la eficiencia energética de MIMO.

    El gobierno de los Estados Unidos abrió recientemente una nueva parte del espectro de alta frecuencia para la tecnología 5G. Eso será muy útil en el futuro, pero para el período de transición a corto plazo, las frecuencias inferiores a 6 GHz proporcionarán una transición más suave de 4G/LTE. Sucede que el MIMO masivo funciona mejor a frecuencias inferiores a 6 GHz. Esta banda ya está llena, por lo que la eficiencia espectral adicional hace que MIMO sea un candidato principal.

    A medida que la tecnología avanza, nuestro mundo se vuelve más conectado. El Internet de las cosas está despegando, los coches autónomos están en el horizonte y ya existen redes para ciudades inteligentes. 5G está listo para moverse en todos estos escenarios, y necesitará conectar miles de millones de dispositivos. Para hacerlo, necesitará MIMO masivo para poder transmitir datos hacia y desde dispositivos individuales. La eficiencia energética masiva de MIMO también significará que estas redes no requerirán otro boom petrolero para impulsarlas.

    MIMO masivo es una tecnología que es casi tan emocionante como un rodeo. Casi. El uso de grandes cantidades de antenas permitirá que las redes celulares conecten grandes cantidades de usuarios de manera eficiente y confiable. Esos atributos también son lo que se necesita para implementar 5G. Con miles de millones de dispositivos en línea y un espectro de frecuencia limitado, 5G necesitará MIMO masivo para ayudarnos a hacer la transición hacia el futuro.

    Se acerca el 5G, y si aún no estás diseñando PCB para ello, es posible que desees comenzar. CircuitStudio® puede ayudarte con eso. Tiene una amplia gama de excelentes características que te ayudarán a diseñar la próxima generación de PCB de comunicación.

    ¿Tienes más preguntas sobre el diseño de PCB para 5G? Llama a un experto en Altium.

    Si estás leyendo esto pero aún no usas Altium, asegúrate de consultar tu propia versión de prueba gratuita para descubrir por qué Altium es el mejor software profesional de diseño de PCB.

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