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5G TECH-FOCUS 41 - ELETTRONICA OGGI 474 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2018 bit/s/Hz aumentando la banda a 10 GHz oppure rimanere a 1 GHz e migliorare l’effi- cienza a 10 bit/s/Hz. Le attuali reti 4G hanno l’efficienza che difficilmente arriva a una decina di bit/s/Hz ma per triplicarla fino ai 30 bit/s/Hz promessi dall’ITU occorrono nuove tecniche di propagazione dei segnali. Una delle più promettenti si chiama Massive MIMO (Multiple-Input Multiple-Output, M-MIMO) ed è un’evoluzione della Multiuser MIMO, o MIMO multi-utente (MU-MIMO). Con entrambe queste tecnologie le stazioni base cellulari e le antenne di ripetizione sono formate da un gran numero di antenne indipendenti in grado di trasmettere/rice- vere i segnali verso/da fino a un milione di terminali mobili per chilometro quadrato. La differenza fra le M-MIMO e le MU-MIMO è che nelle prime il numero delle antenne dev’essere molto maggiore del numero dei terminali utente perché così si può migliora- re sensibilmente l’efficienza spettrale indi- pendentemente dalle condizioni ambientali. Se nelle MU-MIMO si continuano a usare gli attuali protocolli di rete bidirezionali in divisione di frequenza FDD (Frequency- Division Duplex), nelle reti M-MIMO i segnali diventano centinaia di volte più numerosi e di minor durata e occorre perciò ricor- rere alla tecnologia duplex in divisione di tempo TDD, Time Division Duplex. Non solo, ma saranno anche trasmessi in divisione di spazio (Space-Division Multiple Access, SDMA) ossia contemporaneamente da più antenne per arrivare al terminale utente con diversi percorsi e sommarsi diretta- mente sulla sua antenna migliorando in qualità rispetto al rumore. Con questi due accorgimenti l’efficienza spet- trale delle reti Massive MIMO migliora sensibilmente rispetto alle MU-MIMO a patto che le antenne che trasmettono o ripe- tono siano molto più numerose delle antenne utente che rice- vono. È già un riferimento l’esperi- mento fatto circa un anno fa dalle università di Bristol (inglese) e Lund (svedese) insieme a National Instruments e British Telecommunications che hanno realizzato una rete Massive MIMO composta da 128 antenne e 22 terminali utenti utilizzando la modulazione 256 QAM e conseguendo un’efficienza spettrale di 145,6 bit/s/Hz, ossia più di venti volte quella di una rete 4G. Sono poi stati fatti altri esperimenti del genere ed è comunque chiaro che per gli strumenti diventa difficile catturare i segnali composti da molti più simboli per Hz perché diventa problematico ripulire il rumore su bande sempre più lar- ghe e nel contempo garantire risoluzioni di misura sempre più estreme. Simulatore di terminali 5G Cobham Wireless ha presentato al recen- te Mobile World Congress un simulatore software-defined di User Equipment 5G che può essere usato per emulare un terminale mobile 5G ed effettuare misure sulla qualità delle connessioni. È basato sullo standard 5G open Verizon ed è compatibile con lo standard 3GPP 5G New Radio per cui può L’esperimento delle università di Bristol e Lund ha dimostrato la realizzabilità di una rete Massive MIMO con 128 antenne e 22 terminali utente in grado di massimizzare l’efficienza spettrale a 145,6 bit/s/Hz Con il simulatore software-defined di User Equipment 5G di CobhamWireless si può verificare la qualità dei collegamenti verso i terminali mobili 5G