[ad_1]
//php echo do_shortcode(‘[responsivevoice_button voice=»US English Male» buttontext=»Listen to Post»]’) ?>
Si bien las posibilidades de la tecnología inalámbrica 5G son numerosas, no es una sola tecnología. Múltiples tecnologías trabajando juntas están impulsando su potencial para velocidades revolucionarias, incluidas las siguientes tecnologías de antenas avanzadas:
- Conjuntos de antenas con cuatro antenas transmisoras y receptoras (4T4R).
- Transmisores de células pequeñas
- formación de haces
- Transmisión de datos multiusuario de múltiples entradas y múltiples salidas (MU-MIMO)
Comprender 5G requiere una apreciación de cada una de estas tecnologías.
antenas 4T4R
El concepto de antena 4T4R en tecnología inalámbrica está bien establecido y va varios pasos evolutivos más allá de las «antenas de látigo» comúnmente vistas en los automóviles en la década de 1980. 4T4R se basa en múltiples antenas alineadas ortogonalmente entre sí o separadas a cierta distancia para proporcionar descorrelación entre las señales transmitidas por cada antena. La transmisión inalámbrica 2G introdujo el concepto One-Transmit-One-Receive (1T1R), que luego condujo a las antenas Two-Transmit-Two-Receive (2T2R) y finalmente a las antenas 4T4R con 4G inalámbrico.
Hoy en día, esta tecnología multiantena se aplica principalmente a las estaciones base y no a los teléfonos en general. Si bien las antenas 4T4R son una tecnología fundamental en este momento (casi una década), este concepto aún forma la columna vertebral de nuestra infraestructura inalámbrica.
Antenas de células pequeñas para uso urbano
En el campo de la comunicación inalámbrica, el rendimiento de datos se basa en tres factores: espectro disponible, eficiencia de datos y densidad de comunicación. 5G utiliza una amplia gama del espectro electromagnético, y la forma en que 5G se comunica obtiene un aumento del 10 % en la eficiencia con respecto a 4G solo para hacer el cambio. Mientras que las estaciones base grandes y tradicionales funcionan bien en áreas suburbanas o rurales para transmitir a lo largo de varios kilómetros, los paquetes de antenas de celdas pequeñas se pueden implementar en áreas urbanas para transmitir señales de baja potencia en un rango más corto.
Con antenas de menos de 2 pies de altura y una potencia de salida en el rango de 40 W, a diferencia de las especificaciones de 5 a 8 pies/300 W de una estación base macro típica, estas unidades se pueden instalar en masa sin causar molestias significativas. El resultado es que los teléfonos celulares pueden compartir un número mucho mayor de estaciones base en toda una ciudad, que tienen el beneficio adicional de poder instalarse a nivel del suelo, en postes de luz y otras estructuras existentes.
Si bien cada uno individualmente es más económico que una estación base macro, se deben instalar muchos más para una cobertura adecuada. Esto plantea el desafío de conectar y mantener la infraestructura de energía y datos para todos. Aunque son muy útiles en situaciones urbanas, las celdas pequeñas generalmente no son adecuadas para un uso rural generalizado o incluso suburbano.
Formación de haces y MU-MIMO
Mientras que 4T4R y las celdas pequeñas están habilitando capacidades de datos que habrían sido increíbles hace solo una década, las tecnologías de formación de haces y MU-MIMO están permitiendo una cobertura 5G geográficamente generalizada.
formación de haces utiliza una serie de antenas para enviar una señal en direcciones específicas. El concepto también se conoce como Conjunto de antena de matriz en fase, donde una o más señales se envían desde cada antena en fases ligeramente diferentes. Si bien cada antena tiene un patrón relativamente amplio, las ondas de cada antena (espaciadas al menos a media longitud de onda) se sincronizan para combinarse y formar un patrón único con una directividad mucho mayor.
Esto no es completamente nuevo en la tecnología celular. Sprint experimentó con formación de haces en la era 4G y China probó 3G, con un éxito limitado. Con algunos años más para madurar, esta tecnología parece estar integrada con MU-MIMO (discutido a continuación) y completamente en 5G Ola del futuro – si se me permite usar un juego de palabras electromagnético.
3G y la mayoría de las antenas de formación de haces 4G se limitaron a ocho transceptores, lo que permitió un modesto aumento en la ganancia, quizás por un factor de 3. En 5G vemos formadores de haces MIMO (M-MIMO) masivos con 16, 32 o incluso 64 transceptores. Estas antenas generalmente integran la radio y la antena en un solo paquete, ya que sería extremadamente inconveniente colocar 64 cables puente entre una antena y la radio en el campo. Las antenas M-MIMO pueden proporcionar un aumento de rendimiento de 2x en comparación con los formadores de haces con ocho transceptores.
MIMO permite que la información sea compartida y transmitida a múltiples antenas al mismo tiempo. Por exótica que parezca la tecnología, las ventajas son fáciles de entender y calcular: el doble de antenas corresponde al doble de la velocidad de datos teórica.
Esta no es solo una tecnología de estación base, ya que tanto el teléfono como el equipo del operador deben ser capaces de transmitir MIMO. Esta tecnología ha tenido algún tiempo para madurar y los dispositivos con diferentes niveles de tecnología MIMO están disponibles en la actualidad. El iPhone 13, por ejemplo, cuenta con 4 × 4 MIMO, lo que significa que el teléfono tiene cuatro antenas de transmisión y recepción y, en teoría, puede enviar y recibir información 4 veces más rápido que un teléfono sin MIMO, suponiendo que el canal sea lo suficientemente fuerte para ese soporte. este.
MIMO + formación de haces Aquí es donde las cosas se ponen realmente interesantes cuando MU-MIMO está habilitado. En este escenario, una estación base utiliza formación de haces para transmitir datos simultáneamente a dos (o teóricamente más) equipos de usuario (UE). Esto no mejora la velocidad de datos para el UE individual, pero aumenta el rendimiento de toda la celda, lo que permite que más UE se comuniquen en un área limitada.
Para utilizar esta tecnología, los UE deben estar a una distancia suficiente entre sí (es decir, en un ángulo suficiente entre sí en relación con el transmisor) para evitar interferencias. Para determinar la transmisión de haz correcta, la estación base emite señales de referencia de una colección de haces candidatos y el UE responde qué haz proporciona la calidad de canal más alta. Si los haces de dos UE están suficientemente separados para evitar interferencias, la estación base puede combinar los datos de esos UE en los mismos bloques de recursos, implementando así MU-MIMO.
Las torres pueden cambiar entre UE en fracciones de milisegundos, multiplicando la cantidad potencial de usuarios (mientras comparten el rendimiento general), lo que significa que aún se pueden usar cuando hay una mayor cantidad de dispositivos dentro del alcance.
Dos UE simultáneos diferentes es un logro significativo hoy en día, pero ¿quién sabe cómo evolucionará esta tecnología? En el futuro, las torres de telefonía celular podrían funcionar más como los dispositivos de comunicación de haz angosto de la ciencia ficción que como los alimentadores de información omnidireccionales que han sido la norma desde los albores de la radio.
Múltiples tecnologías, múltiples antenas
Una amplia variedad de tecnologías trabajan juntas para permitir la transmisión de datos 5G moderna. Nunca antes se había unido una variedad tan diversa de tecnología inalámbrica para formar la maravillosa tecnología de comunicaciones que tenemos hoy. La culminación de este desarrollo podría ser la capacidad de apuntar una onda de radio en una dirección específica y comunicarse con múltiples dispositivos al mismo tiempo. Sin embargo, la promesa completa de 5G no podría realizarse por completo sin el apoyo de celdas pequeñas y estaciones base 4T4R.
[ad_2]