Fabricante de antenas MIMO

Introducción

Las antenas desempeñan un papel fundamental en las communicaciones inalámbricas modernas, ya que son el componente clave responsable de transmitir y recibir señales inalámbricas a distancia. Una de las muchas tecnologías punteras en el campo de las antenas modernas es la tecnología MIMO (Multiple Input Multiple Output). Esta tecnología utiliza múltiples antenas transmisoras y receptoras en lugar de la configuración habitual de una sola antena. De este modo, aumenta la diversidad del funcionamiento de la antena. La mayor diversidad de antenas ofrece más oportunidades de recibir y transmitir datos. Además, también aumenta la velocidad de transmisión de datos y la calidad de la señal.

En este artículo hablaremos en detalle de la tecnología MIMO, los tipos de antenas MIMO, las distintas ventajas e inconvenientes de las antenas MIMO y el futuro de las antenas MIMO.

¿Qué es la tecnología MIMO?

La tecnología MIMO proporciona múltiples transmisores y receptores, aprovechando así las interferencias multitrayecto en las señales inalámbricas. También ofrece más oportunidades para gestionar múltiples señales con más diversidad. La diversidad se refiere a la flexibilidad para atender a más de una gama de frecuencias. La tecnología MIMO también aumenta el rendimiento del sistema y la fiabilidad de la red de communicación. El principio subyacente de la tecnología MIMO radica en la multiplexación espacial, en la que se utilizan varios caminos como canales diferentes para sostener muchos canales de communicación. El único factor que limita la cantidad de datos transportados por un canal se basa en la ley de Shannon. El método MIMO basado en la multiplexación por división espacial fue introducido por Arogyaswami Paulraj y Thomas Kailath en 1993. Una vez conocidas las principales características y el desarrollo histórico de la tecnología MIMO, es importante destacar algunas de sus principales ventajas:

• Mayor caudal de datos: Esto mejora las capacidades de las redes de communicación modernas, especialmente para hacer frente a la elevada demanda de datos.
• Resistencia a las interferencias multitrayecto: Gracias a la multiplexación espacial, el error de propagación multitrayecto se minimiza en la tecnología MIMO.
• Mayor área de cobertura: La tecnología MIMO proporciona más cobertura en comparación con las tecnologías de antena convencionales.
• Gran ancho de banda: la tecnología MIMO facilita un mayor ancho de banda para aplicaciones con gran demanda de datos.

¿Qué es una antena MIMO y cómo funciona?

Las antenas MIMO son el componente más importante de una configuración MIMO. Están compuestas por múltiples antenas de entrada (transmisores) y salida (receptores) que permiten múltiples canales en la red para communicación. El principio fundamental de la antena MIMO es la multiplexación espacial, en la que varios flujos de datos se canalizan por distintos canales destinados al mismo usuario o a varios usuarios. Sin embargo, en la mayoría de los casos, estos datos se transmiten por el mismo rango de frecuencias. Al enviar la misma señal por varias antenas, las antenas MIMO consiguen una ganancia de diversidad. Esto ayuda a mejorar la fiabilidad de la señal. Además, otra técnica utilizada por las antenas MIMO es la formación de haces. La formación de haces permite ajustar las señales de forma constructiva para centrarse en un destino de interés. Ahora, en el receptor, se utilizan distintos algoritmos de combinación para recrear la señal transmitida desde varios transmisores.

Tipos de configuraciones de antenas MIMO

Las antenas MIMO tienen diferentes categorías y configuraciones. Una categoría de configuración se basa en el número de usuarios que pueden interactuar con el sistema de antenas MIMO. En consecuencia, existen dos tipos de configuraciones:

• SU-MIMO: Configuración MIMO monousuario en la que los flujos de datos de la red interactúan con un solo dispositivo a la vez.
• MU-MIMO: Configuración MIMO multiusuario en la que varios usuarios pueden interactuar con la red.

Además, hay muchas configuraciones basadas en el número de antenas en el flujo de entrada y salida. Estas configuraciones son:

• SISO - Entrada única, salida única
• SIMO - Entrada única, salida múltiple
• MISO - Entrada múltiple, salida única
• MIMO - múltiple entrada múltiple salida

MIMO-SISO es la forma más sencilla de configuración MIMO, en la que sólo se configura una entrada y una salida. El resto de configuraciones tienen cierta complejidad, siendo MIMO la configuración más compleja. Además, para la configuración MIMO, las antenas se configuran además como:

• 2×2
• 4×4
• 6×6
• 8×8 - La configuración más common en sistemas MIMO modernos como 5G

Aparte de estas configuraciones, MIMO masivo es otra configuración ampliamente utilizada con el aumento de popularidad en las tecnologías 5G y posteriores. La tecnología MIMO masiva se basa en tres aspectos principales:

• Diversidad espacial
• Multiplexación espacial
• Formación de haces

Las aplicaciones de todas estas configuraciones incluyen:

• Aplicaciones y servicios basados en la tecnología 5G
• IoT masivo
• Aplicaciones de la Industria 4.0
• Aplicaciones a gran escala como la cadena de suministro y la logística

Aplicaciones de las antenas MIMO

Ahora vamos a investigar más a fondo algunas de las aplicaciones de las antenas MIMO. Algunas de las aplicaciones MIMO más destacadas son:

• Red celular communicación: Las antenas MIMO se utilizan ampliamente en tecnologías celulares modernas como 5G y posteriores. Con el creciente número de usuarios, es esencial atender a muchos.
• Communicación por satélite: Las antenas MIMO son cada vez más importantes en la communicación por satélite, ya que pueden soportar graves interferencias de canal.
• LAN inalámbricas y redes Wi-Fi: Las aplicaciones de antenas MIMO también desempeñan un papel crucial en estos sistemas inalámbricos para mejorar la velocidad de transmisión de datos, la cobertura y el ancho de banda.
• Enlaces inalámbricos punto a punto: Las antenas MIMO también son ideales para redes punto a punto, como enlaces backhaul por microondas y communicación por satélite.
• Redes IoT masivas: Las antenas MIMO son importantes para las redes IoT masivas en las que miles o millones de dispositivos IoT están conectados a través de Internet. Un sistema de este tipo requiere mayores velocidades de datos y ancho de banda.

Ventajas y retos de las antenas MIMO

Las principales ventajas de las antenas MIMO en diferentes aplicaciones son las siguientes:

• Las antenas MIMO ofrecen señales más potentes y fiables que las configuraciones de antena simples.
• Experiencia multimedia ampliada y capacidad de streaming. Gracias a la mejora de la velocidad de transmisión de datos y la calidad de las antenas MIMO, es posible disfrutar de una experiencia y un streaming multimedia de calidad.
• En comparación con los sistemas tradicionales, las antenas MIMO pueden garantizar una communicación segura con una pérdida mínima de paquetes por interferencias multitrayecto.
• Las antenas MIMO también pueden mejorar la cobertura y la fiabilidad.

Sin embargo, estas ventajas vienen acompañadas de retos razonables como:

• El diseño de las antenas MIMO es complejo
• Las antenas MIMO suelen consumir una cantidad considerable de energía
• Estos requieren técnicas avanzadas de procesamiento de señales con diferentes cualidades adaptativas

El futuro de las antenas MIMO

Algunas de las tendencias recientes asociadas a la tecnología MIMO son las siguientes:

• MIMO masivo para manejar un gran número de dispositivos conectados
• MIMO de ondas milimétricas para tecnologías celulares 5G y posteriores
• Superficies inteligentes reconfigurables (RIS) para requisitos personalizados de cobertura y ancho de haz

A partir de las tendencias anteriores, podemos ver que la tecnología MIMO tiene un avance prometedor en las communicaciones celulares y de IoT.

Conclusión

En este artículo se ofrece una breve introducción a la tecnología MIMO y las antenas. Además, se esbozaron diferentes configuraciones de antenas MIMO y sus aplicaciones. Además, también se han analizado algunas de las ventajas y retos de la tecnología MIMO y, por último, se han esbozado las tendencias recientes asociadas a las antenas MIMO.