Non appena l’evoluzione tecnologica lo ha permesso i sistemi di trasmissione radio hanno iniziato a dotarsi di più di una antenna, presso una od entrambe le estremità del collegamento. Tale modifica architetturale ha reso possibile lo sviluppo di tecniche trasmissive basate sul signal processing del tutto nuove, capaci di migliorare le prestazioni sia nei termini di un maggior SNR in ricezione sia in quelli di una più elevata velocità di trasmissione, conseguendo così una efficienza spettrale prima non immaginabile. Ma la cosa più sorprendente è che i miglioramenti avvengono grazie ai fenomeni di multipath, che nello scenario ad antenna singola costituivano invece un aspetto peggiorativo.
In condizioni di fading piatto ciascun canale radio tra una coppia di antenne è descritto da un unico coefficiente complesso h_{ij}, l’insieme dei quali individua una matrice \boldsymbol{H} di dimensione n_{T}\cdot n_{R} la cui conoscenza da parte del ricevitore, del trasmettitore, o di entrambi, costituisce un fattore determinante per la realizzazione di quasi tutte le soluzioni che andremo ad esaminare.
Innanzitutto vedremo come molteplici antenne in ricezione consentano di combinare in modo coerente i segnali di ciascuna, mentre una molteplicità in trasmissione permette di inviare più copie dello stesso segnale. Quindi studieremo come la presenza di n_{T} antenne in trasmissione ed n_{R} in ricezione determini la possibilità di trasmettere fino a \min\left(n_{T},n_{R}\right) diverse comunicazioni indipendenti, il cui numero effettivo dipende dal rango della matrice \boldsymbol{H}, funzione dal grado di indipendenza tra i suoi elementi, a sua volta funzione dalla spaziatura tra antenne e dalla natura dell’ambiente circostante.
Dopo aver ridefinito il concetto di capacità di canale per adattarlo al nuovo caso di canale vettoriale affetto da fading variabile, vengono descritte tecniche lineari subottime che permettono la separazione dei diversi flussi ricevuti senza incorrere in una eccessiva complessità computazionale.
Tecniche duali possono essere altresì impiegate al lato trasmittente, aprendo la possibilità di adottare la soluzione multiantenna anche per realizzare schemi di trasmissione uno a molti tipici delle reti di telefonia mobile e di accesso WiFi e WiMax. In tali contesti si è affermato l’abbinamento delle tecniche di trasmissione MIMO con quelle di modulazione a portante multipla OFDM, determinando la moltiplicazione del numero di canali frutto della molteplicità delle antenne, per il numero delle sotto-portanti su cui si basa l’OFDM. Una soluzione del tutto simile si è affermata anche per sistemi di diffusione radio televisiva digitali o DVB, in cui un unico dispositivo riceve in modo sincrono lo stesso segnale OFDM trasmesso da molteplici antenne dislocate sul territorio.
Download PDF del capitolo | indice dei capitoli
Oppure naviga avanti ed indietro tra le introduzioni dei diversi capitoli con i link in basso
