Page 77 - Revista BIT nº 209 - Colegio Oficial de Ingenieros de Telecomunicación

Otra consecuencia de esta promediación es que la ganancia del canal es prácticamente la misma para cada subportadora cuando se utiliza la modulación OFDM o alguna de sus variantes, por lo que resulta innecesaria la programación (scheduling) de frecuencia así como el son- deo del canal en frecuencia. Ello simpli ca la capa MAC de los protocolos radio.
En MIMO masivo, el procesamiento de las señales en los terminales necesita manejar matrices/vectores de elevado número de dimensiones. Por ello es preferible el procesamiento lineal simple: algoritmos de combinación lineal en el enlace ascendente y métodos de precodi ca- ción lineal en el descendente. El procesamiento en cada terminal no depende de la actividad de los demás usua- rios, por lo que la incorporación o retirada de usuarios del servicio no tiene ningún efecto perturbador. Toda la complejidad del procesado reside en la BS.
Las formaciones de antenas (arrays) en MIMO masi- vo pueden tener tamaños no excesivamente grandes. Por ejemplo, para una formación cilíndrica con 4 niveles de 16 antenas crospolares cada uno: 2x4x6=128 antenas, a 2,6 GHz y una separación entre antenas adyacentes de me- dia longitud de onda (unos 6 cm), la formación ocupa 28 cmx29 cm.
Las excitaciones de las múltiples antenas de la BS y la ponderación de las señales se harán de forma individuali- zada, por lo que los ampli cadores RF serán de potencia reducida, relajándose por ello las exigencias de exactitud y linealidad de cada uno, así como su coste. Contrasta esto con el requisito de linealidad que se exige a un solo ampli- cador de gran potencia como se usa en los sistemas con- vencionales.
Desde el punto de vista de las señales piloto para la es- timación del canal radio y obtención de la CSI, es preferi- ble usar duplexión TDD ya que, como se ha visto, en FDD la tara (overhead) debida a los pilotos depende del núme- ro de antenas M : en TDD la adición de más antenas a la BS no afecta a los recursos necesarios para la estimación del canal. En el intervalo de coherencia se ejecutan las operaciones de transmisión de pilotos y transmisión de datos en ambos enlaces ascendente y descendente.
Como consecuencia de todo lo anterior el MIMO ma- sivo es exible en cuanto al número de usuarios activos.
Cada usuario envía a la BS una secuencia piloto orto- gonal a las de los demás usuarios. La BS recibe este piloto y realiza la estimación del canal. Así obtiene la informa- ción CSI necesaria para la detección y estimación de los datos ascendentes del usuario.
En el enlace descendente, la BS utiliza la precodi ca- ción lineal para con gurar los haces de radiación hacia los terminales. Por ello, los usuarios solo necesitan cono- cer la ganancia del canal para detectar sus señales.
En cuanto a la transmisión de los datos, en el enlace ascendente los K usuarios envían sus informaciones a la BS empleando los mismos recursos tiempo-frecuencia. La BS utiliza la información CSI y la combinación lineal para detectar las señales.
En la Figura 5 (referencia [1]) se muestran resultados de simulación del desempeño de MIMO masivo en términos de la capacidad global en función del número de antenas de la estación base M . El número de terminales es K =10 y la snr es de -10 dB. Se representan curvas para receptores MRC, ZF y MMSE así como el límite teórico de capacidad de Shannon para receptores óptimos.
Se observa que cuando M es grande el desempeño de los receptores ZF y MMSE está muy cerca del valor óptimo.
La técnica del MIMO masivo resulta especialmente in- teresante cuando se combina con el uso de la banda de milimétricas, puesto que en este caso, debido a las meno- res longitudes de onda, es posible conseguir geometrías más reducidas para el elevado número de antenas, con respecto al caso de bandas como las de microondas. Por otro lado, no es menos cierto que la banda de milimétricas tiene unas peores características de propagación, si bien estas pueden verse mitigadas por la ganancia que aporta el MIMO masivo, así como no ser tan relevantes en el caso de células pequeñas, donde la propagación sea mayorita- riamente por visibilidad directa.
Figura 5. Desempeño de MIMO masivo (fuente: Referencia [1])
Como contrapartida a sus notorias prestaciones, MIMO masivo también tiene inconvenientes o factores limitati- vos, como son:
TENDENCIAS. MIMO (Multiple Input Multiple Output)
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