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COMM INDUSTRIAL ETHERNET 60 - ELETTRONICA OGGI 471 - GIUGNO-LUGLIO 2018 tisti possono fornire il segnale di clock a un gran numero di canali in modo semplice ed efficiente. Un altro aspetto fondamentale per ridurre dimensioni e complessità della catena del segnale consiste nel campionare e convertire i dati direttamente dalla radiofrequenza alla banda base digitale senza il passaggio intermedio dei segnali analo- gici alle frequenze della banda base. Il campionamento diretto in radiofrequenza a banda larga riduce ulterior- mente la complessità dell’hardware radio combinando bande multiple in radiofrequenza in un singolo percorso di segnale analogico. In questo modo è possibile ridur- re ulteriormente gli ingombri in fase di implementazione, aumentare la flessibilità dell’hardware e rendere i sistemi MIMO ancora più massivi su più bande in radiofrequenza simultaneamente. Come gestire frequenze sempre più elevate Benché il MIMO massivo presenti alcuni vantaggi im- mediati, una sfida fondamentale consiste nel determi- nare fino a quanto lo si possa rendere massivo. Quan- do si costruisce un array di 256 antenne che operano a frequenze di 2,7 GHz, le dimensioni sono pari a circa un metro quadrato. Le antenne, con i relativi circuiti e gli alloggiamenti dotati di alette di raffreddamento, saranno sicuramente un peso notevole da montare su una torre, mentre un array grande come un tavolo da gioco si comporterà come una vela al vento. Inoltre, la complessità legata all’uso delle onde radio cresce all’aumentare del numero di canali utilizzati. Lo spet- tro Sub-6 GHz è molto frammentato, con alcune bande di frequenza riservate in alcuni Paesi, ma non in altri. In tutto il mondo, lo spettro è suddiviso in 46 bande di frequenza, causando gravi difficoltà ai fornitori di apparecchiature, ai service provider e, talvolta, agli utenti finali. La fornitura di stazioni base per MIMO massivo in uno spettro così frammentato risulta per- tanto molto costoso. Come superare limitazioni di que- sto tipo? Uno degli obiettivi del 5G è aprire lo spettro per consentire più trasmissioni a una velocità supe- riore. Anche se un aiuto in tal senso verrà dato dal MIMO massivo nello spettro Sub-6 GHz, è fondamen- tale utilizzare frequenze più elevate con larghezze di banda più estese che non siano state ancora allocate per altri usi o che attualmente vengano utilizzate solo saltuariamente. Al momento, in tutto il mondo sono di- sponibili vaste porzioni dello spettro al di sopra del 24 GHz, che mettono a disposizione una notevole gamma di frequenze raggruppabili in bande di frequenze non frammentate e che possono permettere di realizzare i servizi previsti da 5G. le aziende operanti nel settore wireless e gli enti normativi collaborano strettamen- te per negoziare l’utilizzo di questo spettro. Le reti 5G “partiranno” inizialmente all’interno delle bande Sub- 6 GHz, ma successivamente verrà loro permesso di utilizzare bande di frequenza di gran lunga superiori per rispondere alle aspettative riposte nel 5G. Sopra i 24 GHz, si parla spesso di comunicazioni sotto for- ma di trasmissioni a onde millimetriche (mm-Wave), al contrario delle decine di millimetri misurabili nelle lunghezze d’onda al di sotto dei 6 GHz. La differenza di lunghezza d’onda, pari a 10 volte, ad esempio fra un segnale tradizionale a 3 GHz e i futuri segnali a 30 GHz, significa che le dimensioni delle antenne di ricezione possono essere ridotte a un decimo (o un centesimo in termini di area), in modo che un array di antenne che riceve 256 canali in trasmissioni a onde millimetriche Fig. 3 – Schema di una stazione base generica con canali MIMO massivi