Inicio » 5G » Tecnología de antena de disección que impulsa 5G inalámbricoVarias tecnologías impulsan el potencial de 5G para velocidades revolucionarias.Comprender 5G requiere una apreciación de cada una de estas tecnologías.Si bien las capacidades de la tecnología inalámbrica 5G son numerosas, no es una sola tecnología.Varias tecnologías, trabajando en conjunto, impulsan su potencial para velocidades revolucionarias, incluidas las siguientes tecnologías de antenas avanzadas:• Conjuntos de antenas de cuatro transmisiones y cuatro recepciones (4T4R)【Descargar】Ciberseguridad: el caso de la detección y mitigación de amenazas basadas en hardware• Transmisión de datos multiusuario de múltiples entradas y múltiples salidas (MU-MIMO)Comprender 5G requiere una apreciación de cada una de estas tecnologías.El concepto de antena 4T4R en tecnología inalámbrica está bien establecido y es varios pasos evolutivos más allá de las antenas "látigo" que a menudo se ven en los automóviles en la década de 1980.4T4R se basa en múltiples antenas orientadas ortogonalmente entre sí, o a cierta distancia, para proporcionar descorrelación entre las señales transportadas por cada antena.La transmisión inalámbrica 2G introdujo el concepto de una transmisión, una recepción (1T1R), que luego condujo a antenas de dos transmisiones, dos recepciones (2T2R) y, finalmente, antenas 4T4R con 4G inalámbrico.Hoy en día, esta tecnología de múltiples antenas se aplica principalmente a las estaciones base y no generalmente a los teléfonos.Si bien las antenas 4T4R son tecnología básica en este momento (casi una década), este concepto aún forma la columna vertebral de nuestra infraestructura inalámbrica.En el ámbito de las comunicaciones inalámbricas, el rendimiento de datos se basa en tres factores: espectro disponible, eficiencia de datos y densidad de comunicaciones.5G utiliza una amplia gama del espectro electromagnético, y la forma en que 5G se comunica obtiene un aumento de eficiencia de aproximadamente un 10 % con respecto a 4G solo por hacer el cambio.Mientras que las estaciones base grandes y tradicionales funcionan bien en áreas suburbanas o rurales para transmitir a varios kilómetros, en áreas urbanas, se pueden emplear paquetes de antenas de celdas pequeñas 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, en contraste con las especificaciones típicas de 5 a 8 pies/300 W de una macroestación base, estas unidades se pueden instalar en masa sin convertirse en una molestia significativa.El resultado es que los teléfonos de una ciudad pueden compartir un número mucho mayor de unidades base, que tienen la ventaja adicional de instalarse cerca del nivel del suelo, en postes de luz y otras estructuras existentes.Si bien cada una es individualmente menos costosa que una estación base macro, es necesario instalar muchas más para lograr una cobertura suficiente.Esto presenta el desafío de que la infraestructura de datos y energía eléctrica debe estar conectada y mantenida para cada uno.Si bien son muy útiles en situaciones urbanas, las celdas pequeñas generalmente no son apropiadas para un despliegue rural generalizado, o incluso suburbano.Mientras que 4T4R y las celdas pequeñas permiten capacidades de datos que habrían sido increíbles incluso hace una década, las tecnologías de formación de haces y MU-MIMO permiten una cobertura 5G geográficamente amplia.Beamforming utiliza un conjunto de antenas para enviar una señal en direcciones específicas.El concepto también se conoce como disposición de antena de matriz en fase, en la que una o varias señales se transmiten desde cada antena en fases ligeramente diferentes.Si bien cada antena tiene un patrón relativamente amplio, las ondas de cada antena (espaciadas al menos la mitad de una longitud de onda entre sí) se sincronizan para combinarse y formar un solo patrón 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 lo intentó con 3G, con un éxito limitado.Con varios años más para madurar, esta tecnología, junto con MU-MIMO (que se analiza a continuación) y completamente integrada en 5G, parece ser la ola del futuro, si se me permite un juego de palabras electromagnético.Las antenas de formación de haz 3G y la mayoría de 4G se limitaron a ocho transceptores, lo que proporcionó un aumento moderado en la ganancia, quizás un factor de 3. Con 5G, estamos viendo formadores de haz masivos MIMO (M-MIMO) 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 una mejora en el rendimiento por un factor de 2 en comparación con los formadores de haces con ocho transceptores.MIMO permite que la información se divida y transmita en múltiples antenas simultáneamente.Si bien la tecnología parece exótica, los beneficios son fáciles de entender y calcular: el doble de antenas equivale 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 portador deben ser capaces de transmitir MIMO.Esta tecnología ha tenido algún tiempo para madurar, y hoy en día se encuentran disponibles equipos con diferentes niveles de tecnología MIMO.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, siempre que el canal sea lo suficientemente fuerte como para apoyar esto.MIMO + beamforming es donde las cosas se ponen realmente interesantes, lo que permite MU-MIMO.En este escenario, una estación base utiliza formación de haces para transmitir datos simultáneamente a dos (o teóricamente más) equipos de usuario (UE) al mismo tiempo.Esto no mejora la velocidad de datos para el UE individual, pero sí 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 tener una distancia suficiente entre sí (es decir, un ángulo suficiente entre ellos en relación con el transmisor) para evitar interferencias.Para determinar la transmisión de haz correcta, la estación base envía señales de referencia de una colección de haces candidatos, y el UE responde qué haz ofrece 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 estos UE en los mismos bloques de recursos, implementando MU-MIMO.Las torres pueden cambiar entre UE en una fracción de milisegundo, multiplicando la cantidad potencial de usuarios (mientras divide el rendimiento total), lo que significa que aún se puede usar si hay una mayor cantidad de dispositivos dentro del alcance.Dos UE simultáneos distintos es un logro significativo hoy en día, pero ¿quién sabe cómo se desarrollará esta tecnología?En el futuro, las torres de telefonía móvil pueden funcionar más como dispositivos de comunicación de haz estrecho de ciencia ficción que como emisores de información omnidireccionales que han sido la norma desde los albores de la radio.Una amplia gama de tecnologías trabajan juntas para permitir la transmisión de datos 5G moderna.Nunca se había juntado una disposición tan dispar de tecnología inalámbrica para formar la maravillosa tecnología de comunicación que tenemos hoy.El pináculo de este desarrollo puede ser la capacidad de apuntar una onda de radio en una dirección determinada y comunicarse simultáneamente con múltiples dispositivos.Sin embargo, la promesa completa de 5G no podría realizarse por completo sin el apoyo de celdas pequeñas y estaciones base 4T4R.Este artículo fue publicado originalmente en EE Times.Martin Zimmerman es el CTO de América del Norte para el segmento comercial de redes inalámbricas para exteriores en CommScope.Debe registrarse o iniciar sesión para publicar un comentario.