Page 68 - Revista BIT nº 209 - Colegio Oficial de Ingenieros de Telecomunicación

TENDENCIAS
MIMO
(Multiple Input Multiple Output)
Los objetivos tecnológicos y de servicio de las comunicaciones móviles, en general, pueden resumirse en lo que ha venido en llamarse “las 3Cs”: Cobertura, Capacidad y Calidad (aún podría añadirse una cuarta, Celular: todo ello se consigue con la estructura celular) Estas características están interrelacionadas: la oferta de cobertura está relacionada con la población de posibles clientes, lo cual conduce a la necesaria capacidad, tanto en número de usuarios como en la Tasa binaria (Bit rate) global y todo ello con una adecuada calidad de servicio en cuanto a tasa de errores, latencia y percepción de usuario.
El caudal (throughput) ofertable en una zona, puede expresarse como:
Caudal (bits/s/km2)=Espectro disponible (Hz) x Den- sidad celular (células/km2) x E ciencia espectral (bits/s/ Hz/célula).
De estos factores, el primero solo puede incremen- tarse a medio/largo plazo cuando lo ofrecen las Admi- nistraciones (concursos, subastas,...); el segundo crece a medio/corto plazo con la implantación de nuevas cé- lulas más pequeñas; es el tercero en el que aún son po- sibles mejoras con las nuevas modulaciones digitales y tecnologías de radiofrecuencia. Este es un aspecto muy importante, no solo por la limitación de los recursos de espectro, sino también por el coste del mismo.
En lo que sigue, nos referiremos a los procedimientos tendentes a optimizar el rendimiento espectral η, esto es, para los sistemas digitales, el cociente entre la tasa binaria y la anchura de banda utilizada (bit/s/Hz). Al tratar de la e ciencia o rendimiento espectral, hay dos consideraciones previas a tener en cuenta:
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José Ma Hernando Rábanos
Miembro del Grupo del Espectro del COIT hernando446@gmail.com
Cayetano Lluch Mesquida
Miembro del Grupo del Espectro del COIT lluch_c@coit.es
Juan Manuel Vázquez Burgos
Miembro del Grupo del Espectro del COIT jumavaz@coit.es
La limitación impuesta por las modulaciones digi- tales. Particularmente, para la familia MQAM, la e ciencia está acotada superiormente por log2 M para un canal radio individual, siendo M el número de niveles de la modulación
La cota superior determinada por la fórmula de Sha- nnon: log2(1+snr), donde snr es la relación señal/ruido expresada en unidades naturales1
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Puede interpretarse la e ciencia espectral como la capacidad del canal normalizada para una anchura de banda de 1Hz. Por ello, como se hace a veces en las publicaciones, hablaremos indistintamente de e cien- cia espectral o de capacidad.
Los modernos sistemas de codi cación de canal de gran potencia y e cacia, han permitido que la e ciencia espectral sea ya muy próxima al límite de Shannon. Como veremos más adelante las tecnolo- gías de multiantenas con la diversidad o la conforma- ción de haz (beamforming), permiten mejorar la snr y por tanto la e ciencia espectral, pero de una forma limitada debido a que la snr está dentro del logarit- mo y la función logarítmica crece lentamente cuando aumenta su argumento.
Por ello, se han buscado soluciones basadas en el aprovechamiento de la propagación multitrayec-
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Seguimos la notación recomendada por el UIT-R, las mag- nitudes expresadas en dB se representan con mayúsculas y en unidades naturales con minúsculas.