Hjalmar Ruiz Tückler (*)
Durante años las antenas de las estaciones bases de los sistemas de telefonía celular se han modificado para optimizar la transmisión o recepción de señales. Hoy día es común la utilización de antenas de elementos múltiples para crear patrones complejos de propagación, cobertura y acceso. Desde luego el desarrollo de antenas también está alcanzando a los equipos terminales en donde las mismas han alcanzado una sensible ganancia y efectividad.
Este desarrollo ha derivado en la capacidad de utilizar múltiples antenas, tanto para emitir como para recibir señales. Estas se conocen como antenas de entrada y salida múltiple (MIMO: Multiple-input Multiple-output).
Los esquemas MIMO se caracterizan por el número M de antenas de transmisión activas de acuerdo a las necesidades de la red y el número de antenas N de recepción, en configuraciones identificadas como “MxN”. Así, por ejemplo, en el enlace descendente (RB hacia el Terminal) pueden utilizarse, por ejemplo, cuatro (4) antenas de transmisión en la estación base y dos (2) antenas de recepción en el terminal, lo que se conoce como configuración 4×2 MIMO. En el enlace ascendente se puede utilizar una sola antena de transmisión en el terminal y cuatro antenas de recepción en la estación base en una configuración conocida como 1×4 SIMO (Single Input Multiple Output).
El “MxN” se refiere al número de antenas en cada extremo del enlace (descendente o ascendente) y no al número de antenas en un solo extremo del enlace. Un ejemplo típico, son los operadores que utilizan dos (2) antenas de transmisión y cuatro (4) antenas de recepción en las estaciones base, mientras que el terminal utiliza dos antenas de recepción y una antena de transmisión, por lo que el enlace descendente es 2×2 MIMO y el enlace ascendente es 1×4 SIMO. La estación base se dice que tiene 2T4R y el terminal, 1T2R.
En los últimos años la tecnología MIMO ha sido muy apreciada en las comunicaciones inalámbricas ya que aumenta significativamente la tasa de transferencia de información utilizando diferentes canales en la transmisión de datos o la multiplexación espacial por tener las antenas físicamente separadas
Es claro que la naturaleza del canal, la cantidad de multitrayectos de acceso, así como la estructura física de las antenas, su separación y su polarización, afectan la calidad de la configuración MIMO. Diferentes antenas funcionan mejor en ciertos ambientes y diferentes esquemas de señalización (Modos de transmisión o TMS) son apropiados para diferentes configuraciones de antenas y canales. Los ingenieros de radiofrecuencia (RF) optimizan estos aspectos en la red de los operadores. Los sistemas LTE (Long Term Evolution) han introducido la E-UTRAN.
Con la E-UTRAN (Evolved UTRAN) de LTE especificada por el 3GPP, se define un sofisticado conjunto de modos de transmisión para tomar ventaja de una amplia variedad de antenas MIMO.
Con LTE-Advanced, hay 10 modos diferentes de transporte (TMS) aplicables a las antenas transmisoras de las radio bases y las antenas receptoras de los equipos terminales. Esta interfaz y la arquitectura de radio del sistema LTE son completamente nuevas e incorporan intensivamente los sistemas de antenas MIMO.
Un importante logro de E-UTRAN ha sido la reducción del costo y la complejidad de los equipos, esto es gracias a que se ha eliminado el nodo de control.
A la mejora de antenas y de la interfaz radioeléctrica, se suma la arquitectura del nuevo protocolo de red que se conoce como SAE donde eNode gestiona los recursos de red. No obstante lo anterior, la limitación principal sigue siendo el retro alcance del equipo portátil, ya que los mismos están limitados por energía y el costo de tener una única antena de transmisión.
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