ITUB20159483A1 - Dispositivo e sistema per la radiocomunicazione con protocollo mimo - Google Patents

Dispositivo e sistema per la radiocomunicazione con protocollo mimo Download PDF

Info

Publication number
ITUB20159483A1
ITUB20159483A1 ITUB2015A009483A ITUB20159483A ITUB20159483A1 IT UB20159483 A1 ITUB20159483 A1 IT UB20159483A1 IT UB2015A009483 A ITUB2015A009483 A IT UB2015A009483A IT UB20159483 A ITUB20159483 A IT UB20159483A IT UB20159483 A1 ITUB20159483 A1 IT UB20159483A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
antenna
output
signals
transceiver
replicas
Prior art date
Application number
ITUB2015A009483A
Other languages
English (en)
Inventor
Miki Ferrari
Original Assignee
Miki Ferrari
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miki Ferrari filed Critical Miki Ferrari
Priority to ITUB2015A009483A priority Critical patent/ITUB20159483A1/it
Priority to EP16828781.1A priority patent/EP3394989B1/en
Priority to PCT/IB2016/057916 priority patent/WO2017109739A1/en
Publication of ITUB20159483A1 publication Critical patent/ITUB20159483A1/it

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08Access point devices
    • H04W88/085Access point devices with remote components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Communication Control (AREA)

Description

'DISPOSITIV O E SIST E MA PE R LA RADIOCOMUNICAZIONE CON PROTOCOL L O MIMO
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo e sistema per la radiocomunicazione con protocollo MIMO.
Nel particolare ambito delle radiocomunicazioni, noto l Impiego dello standard di comunicazione 802.11η che consente di operare nell intorno delle frequenze di 2,4 GHz e 5 GHz ad una velocità di trasmissione intorno ai 300Mb/s.
L o standard 802.11 n permette I utilizzo del I a tecnologi a MIM 0 ( M ulti pie Input Multiple Output ).
In particolare, la tecnologia MIMO consente di utilizzare una molteplicità di antenne per trasmettere ed una molteplicità di antenne per ricevere, incrementando cos1⁄4la fornitura di data rate e migliorando il BER ( 'Bit Errar Rate ), utilizzando una multiplazione di tipo spaziale che consente all utente di usufruire di un servizio migliore.
In particolare, la tecnologia MIMO consente di sfruttare la propagazione multi -cammino, migliorando quindi le prestazioni dei collegamenti radio a banda larga in ambienti di propagazione affetti da cammini multipli, dovuti alla presenza di palazzi o oggetti che provocano la riflessione dei segnali.
Nei sistemi di trasmissione wireless, i sistemi per la radiocomunicazione con protocollo MIMO utilizzano arrays di antenne multiple sia in trasmissione che in ricezione e le relazioni tra i segnali di ingresso ed i segnali di uscita sono rappresentate da una matrice di canale che comprende tutti i possibili percorsi dei cammini dei segnali tra le antenne in trasmissione e le antenne in ricezione.
Il canale radio comprende l<'>ambiente di propagazione, i dispositivi di trasmissione e di ricezione ed il circuito di elaborazione connesso ai dispositivi stessi.
Nei sistemi MIMO ogni antenna ricevente riceve i segnali trasmessi da parte di ogni antenna trasmittente e il canale di comunicazione puD essere rappresentato da una matrice NRxNT, dove con NR si intende il numero di antenne riceventi e con NT il numero di antenne trasmittenti, in cui gli elementi della matrice corrispondono alla risposta impulsiva del Tequi vai ente passa- basso per ogni combinazione di antenne trasmittenti e riceventi.
La relazione di ingresso-uscita di un sistema SISO ( 'Single Input Single Output,) puD essere scritta come;
Dove y(t), x(t) e n(t) sono una realizzazione di un processo aleatorio che rappresentano, rispettivamente, il segnale ricevuto, il segnale trasmesso ed il rumore.
Fissando un istante di campionamento kt, la relazione di ingresso-uscita diventa;
Doveyk , Xk e ni sono variabili aleatorie.
Il canale, generalmente, un processo aleatorio e di conseguenza anche hk una variabile aleatoria, ma se il canale varia nel tempo lentamente allora hk si puD consi derare costante in ogni istante k in cui il canale costante. Considerando un sistema per la radiocomunicazione con protocollo MIMO a banda stretta, rappresentato schematicamente in figura 1, la relazione ingresso-uscita in un generico istante puD essere scritta come;
dove y rappresenta il vettore dei segnai i ricevuti (avente dimensione N), x rappresenta il vettore dei segnali trasmessi (dimensione M), n rappresenta il vettore contenente i campioni di rumore (dimensione N) ed H rappresenta la matrice (dimensione NxM) delle risposte impulsive o matrice di canale e puD essere scritta come;
Le relazioni ingresso- use ita possono essere scritte nel seguente modo:
in cui il generico elemento hy rappresenta il coefficiente complesso di canale fra il j -esimo trasmettitore e 11 -esimo ricevitore.
Il segnale trasmesso da ognuna delle antenne trasmittenti arriva ad ognuna delle antenne rice/enti, influenzando perD il segnale di ciascuna antenna ricevente.
Tale comportamento causato dalla propagazione multicammino e dalla presenza del fenomeno del 'fading , ovvero una forma di distorsione di un segnale che giunge a destinazione sotto forma di un certo numero di repliche sfasate nel tempo.
Considerando le funzioni di trasferi mento MIMO nel caso di un modello in 'time diversity e 'spati al diversity , ciascun coefficiente h si riduce ad combinazione lineare di attenuazione e di ritardo del segnale iniziale.
A tal proposito, si precisa che, nell ambito della presente trattazione, con il termine 'ti me diversi ty si intende la particolare tecnica per la riduzione del fenomeno di fading in cui vengono trasmesse copie del segnale nel tempo mediante l Impiego di tecniche di codifica di canale che si combinano ai ritardi temporali introdotti tra le varie repliche del segnale trasmesso. In tal caso, per ottenere un corretto comportamento risulta necessario che la distanza temporale fra le repliche del segnale sia superiore al tempo di coerenza del canale.
Al contempo, con il termine 'spatial diversity si intende la tecnica per la riduzione del fenomeno di fading in cui le repliche di ciascun segnale trasmesso sono ricevute da differenti antenne rice/enti poste ad una distanza superiore alla lunghezza di coerenza.
Introducendo il concetto di multi -cammino e considerando i termini yi come sommatorie delle copie ritardate ed attenuate dei vari segnali di ingresso Xk, i coefficienti ΡιΝdella matrice H risultano model li zzate in prima approssim a azione come segue:
Nel particolare ambito di sistemi per le radiocomunicazioni mobili di nuova generazione, vengono impiegati gli standard di comunicazione LTE (Long Term Evolution) e LTE -Advanced, i quali fanno uso di schemi di trasmissione con protocollo MIMO per migliorare le prestazioni e raggi urgere el evate velocità di trasmissione dati .
Tali sistemi, particolarmente nel l ambito della comunicazione indoor, presentano il pri nei pai e i nconveni ente di raggi ungere diffi ci I mente el e/ate prestazioni di radiotrasmissione a causa dell Insufficiente livello di rapporti segnale/rumore nella particolare area di servizio in cui si trovano gli utenti mobili.
Per ovviare a tali inconvenienti, noto l Impiego della tecnologia DAS (Distri buted Antenna System) in cui una pluralit<">di antenne distanziate spazialmente tra loro sono col legate ad una sorgente comune, mediante un mezzo di trasporto, tramite cui avviene la trasmissione dei segnali all Interno di una determinata area.
La tecnologia DAS consente di estendere e di migliorare la copertura fornita all<">utente mediante I Impiego dei sistemi per la radiocomunicazione con protocollo MIMO.
La combinazione delle tecnologie MIMO e DAS in ambienti indoor permette di sfruttare la possi bilit<">di distribuire opportunamente nello spazio le Remote Antenna Units (RAU).
Al fine di garantire buone performance, le antenne delle diverse RAU devono essere disposte nello spazio in maniera<'>interleaved_, ovvero il pià possi bi I e i nteral I acc i ate tra I oro.
In altre parole, in un sistema interleaved-MIMO DAS (I-MIMO DAS) gli elementi d^li arrays di antenne in trasmissione devono essere sufficientemente distanziati tra loro per consentire condizioni di propagazione diverse, ma allo stesso tempo sufficientemente vicini da consentire una sensibile sovrapposizione delle zone di copertura per poter utilizzare tutti i segnali provenienti dai diversi rami del sistema MIMO. T al i si sterni per I a radi ocomuni cazi one interleaved- M IM 0- D A S presentano il principale inconveniente legato alla necessit<">di introdurre una ridondanza di antenne i nteral lacci ate tra loro comportando, perD, I Insorgenza di pluralit<">di distribuzioni dei sanali emessi dalle antenne trasmittenti alle antenne riceventi che influenzano i segnali delle antenne riceventi stesse.
Nello scenario outdoor · noto, ad esempio, I Impiego di sistemi per la radiocomunicazione di tipo SISO (Single Input Single Output) tra ponti radio punto- punto o punto- multi punto o di sistemi di tipo MIMO 2x2 realizzabili con singola antenna dual-polarity.
Tali sistemi presentano il principale inconveniente legato al fatto di presentare una notevole complessit<">di collegamento fisico tra le varie antenne ed i ponti radio.
Il compito principale della presente invenzione · quello di escogitare un dispositivo e sistema per la radiocomunicazione con protocollo MIMO che consenta di ridurre la complessit<">strutturale ed operativa nella radiocomunicazione tra una o pià antenne trasmittenti ed una o pià antenne riceventi sia in scenari indoor che outdoor, e quindi una semplice i nstal I azi one ed i nterconnessi one tra I e antenne stesse.
Altro scopo del presente trovato · quello di escogitare un dispositivo e sistema per la radiocomunicazione con protocollo MIMO che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nel l<'>ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto.
Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dal presente dispositivo e sistema per la radiocomunicazione con protocollo MIMO avente, rispettivamente, le caratteristiche di rivendicazione 1 e 9.
Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un dispositivo e sistema per la radiocomunicazione con protocollo MIMO, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disunì in cui;
la figura 1 · una · uno schema a blocchi generale di un sistema per la radiocomunicazione con protocollo MIMO tra una pluralit<">di antenne trasmittenti ed una pluralit<">di antenne riceventi;
la figura 2 · uno schema a blocchi generale di un dispositivo secondo il trovato;
la figura 3 · uno schema a blocchi che mostra in dettaglio i mezzi di elaborazione del dispositivo di figura 2;
la figura 4 · uno schema a blocchi generale di un dispositivo secondo il trovato;
la figura 5 · uno schema a blocchi che mostra in dettaglio i mezzi di elaborazione del dispositivo di figura 4;
la figura 6 · uno schema a blocchi generale di un sistema secondo il trovato;
la figura 7 · uno schema a blocchi che mostra in dettaglio i dispositivi del sistema di figura 6;
la figura 8 · uno schema a blocchi che mostra in dettaglio i dispositivi del sistema di figura 6 in una forma di realizzazione alternativa.
Il dispositivo 1 MISO per la radiocomunicazione con protocollo MIMO · atto alla comunicazione tra una pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 2 di segnali a radiofrequenza e una singola antenna ricetrasmittente 3 dei segnali a radiofrequenza stessi.
Nell ambito della presente trattazione, con il termine MISO (Multiple Input Single Output) si intende il particolare sottosistema di radiocomunicazione con protocollo MIMO di segnali a radiofrequenza via etere tra una pluralit<">di antenne ricetrasmittenti ed una singola antenna ricetrasmittente.
Secondo il trovato, il dispositivo 1 comprende:
- una pluralit<">di porte di ingresso 4 operativamente contabili alla pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 2. Pia in dettaglio, ognuna delle antenne ricetrasmittenti 2 · collegata a ciascuna rispettiva porta di ingresso 4;
- una porta di uscita 5 operativamente collegabile ad un<'>antenna di uscita 6 atta a comunicare con la singola antenna ricetrasmittente 3.
Preferibilmente, la porta di uscita 5 · costituita da un apposito connettore che consente il collegamento fisico all antenna di uscita 6; - mezzi di elaborazione 7 operativamente collegati alle porte di ingresso 4 e alla porta di uscita 5 ed atti ad elaborare i segnali a radiofrequenza provenienti dalla pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 2 per l<'>ottenimento di un singolo segnale di uscita atto ad essere trasmesso dall antenna di uscita 6 verso la singola antenna ricetrasmittente 3.
Non si esclude, tuttavia, una forma di realizzazione alternativa mostrata in figura 2a in cui ciascuna delle porte di ingresso 4 del dispositivo 1 sono operativamente col legate ad una pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 2, mentre I<“>antenna di uscita 6, operativamente col legata alla porta di uscita 5, comunica via etere con una pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 3.
I mezzi di elaborazione 7 comprendono mezzi di ripartizione 8 operativamente collegati a ciascuna delle porte di ingresso 4 ed atti alla ripartizione di ciascuno dei segnali a radiofrequenza provenienti da ciascuna delle antenne ricetrasmittenti 2 in una pluralit<">di repliche dei segnali a radiofrequenza.
Nella preferita forma di realizzazione mostrata in figura 3, i mezzi di ripartizione 8 comprendono una pluralit<">di unii<">di ripartizione 8a ognuna delle quali · operativamente col legata, rispettivamente, a ciascuna delle porte di i ngresso 4.
Pia in dettaglio, ognuna delle unii<">di ripartizione 8a · del tipo di un 'power splitter_ atto suddividere la potenza dei segnali a radiofrequenza trasmessi da ciascuna antenna trasmittente 2 in un numero di repliche di ciascuno dei segnali a radiofrequenza.
Il numero di repliche di ciascuno dei segnali a radiofrequenza · coincidente con il numero di antenne ricetrasmittenti 2 che sono operativamente col legate alle porte di ingresso del dispositivo 1.
Utilmente, i mezzi di elaborazione 7 comprendono:
- mezzi attenuatori 9 operativamente collegati ai mezzi di ripartizione 8 e atti ad attenuare 11 ntensit<">del segnale di ciascuna delle repliche. Nella preferita forma di realizzazione mostrata nelle figure, i mezzi attenuatori 9 comprendono una pluralit<">di unii<">attenuatrici 9a, ognuna delle quali · operativamente col legata alla rispettiva unii<">di ripartizione 8a ed · atta ad attenuare 11 ntensit<">dei segnale di ognuna delle repliche; e
- mezzi ritardatori 10 operativamente collegati ai mezzi attenuatori 9 ed atti ad introdurre un tempo di ritardo al sanale di ciascuna delle repliche. Pia in dettaglio, i mezzi ritardatori 10 comprendono una pluralit<">di unii<">ritardatrici 10a, ognuna della quali · operativamente col legata alla rispettiva unii<">attenuatrice 9a ed · atta ad introdurre un tempo di ritardo differente ai segnali di ognuna delle repliche.
Non si escludono, tuttavia, forme di realizzazione alternative in cui l<'>attenuazione dei sanali ed il tempo di ritardo delle repliche dei segnali a radiofrequenza vengono effettuati mediante mezzi di elaborazione di diverso ti po.
Nell ambito della presente trattazione, i mezzi attenuatori 9 ed i mezzi ritardatori 10 di ognuna delle repliche dei segnali a radiofrequenza trasmessi dalla pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 2 sono atti all Introduzione di un<'>attenuazione, e ritardo ad essa correlato, caratteristica per ogni singola replica di ognuno dei segnali a radiofrequenza.
Ognuna del le repliche - espri mi bi I e con I<“>equazione
dove;
in cui:
In particolare, il termine rappresenta un ritardo esprimibile come multiplo della lunghezza d<'>onda ≡; in cui un moltiplicativo scelto opportunamente e dipendente dal singolo segnale di ingresso alla porta di ingresso 4 i- esima col legata alla rispettiva antenna ricetrasmittente 2 i- esima.
Si ottiene quindi;
che rappresenta un<'>attenuazione lineare e variabile sul singolo percorso n-esimo di ciascuna unii<">attenuati ce 9a; e
che rappresenta un ritardo in funzione della lunghezza d onda ≡ variabile sul singolo percorso n-esimo di ciascuna unit<">ritardatrice 10a.
Mediante i mezzi di ripartizione 8 si ottengono S[i]-esime repliche di ciascuno dei segnali a radiofrequenza di ingresso, in cui ogni replica · attenuata e ritardata opportunamente mediante le rispettive unit<">attenuatrici 9a ed unit<->ritardatrici 10a per l<'>ottenimento dei segnali a radiofrequenza attenuati e ritardati w[i], in modo da simulare al meglio il canale.
Realizzando un numero sempre pià alto di repliche per ciascun ramo, ovvero assumendo S[i] tendente ad infinito, si ottiene un modello sempre pià aderente al canale reale.
Assumendo come significativi i soli contributi pià vicini al cammino diretto · possibile assumere S[i] pari a qualche unit<">.
I mezzi di elaborazione 7 comprendono mezzi di ri combinazione 11 operativamente collegati ai mezzi ritardatori 10 e alla porta di uscita 5 ed atti a ri combinare le repliche di ciascuno dei segnali a radiofrequenza attenuati e ritardati.
Preferibilmente, i mezzi di ri combinazione 11 comprendono una singola unit<">di ricombinazione 11 a provvista di una pluralit<">di ingressi operativamente collegati a ciascuna unit<">ritardatrice 10a.
Pià in dettaglio, l<'>unì t<->di ri combinazione 11 a - del ti po di un 'power combiner,atto ad accoppiare le potenze delle repliche dei segnali a radiofrequenza attenuati e ritardati w[i] per l<'>ottenimento di un unico segnale di uscita a radiofrequenza che viene poi trasmesso al I<“>antenna di uscita 6, la quale · , a sua volta, atta a comunicare con la singola antenna ricetrasmittente 3.
Non si escludono, tuttavia, forme di realizzazione alternative in cui i mezzi di elaborazione 7 sono atti ad elaborare i segnali a radiofrequenza provenienti dalla singola antenna ricetrasmittente 3 mediante l<'>antenna di uscita 6 per l<'>ottenimento di una pluralit<">di segnali di uscita atto ad essere trasmessi dall<'>antenna di uscita stessa verso la pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 2.
Tale dispositivo 1 puD essere passivo, ovvero non dotato di alimentazione propria e presenta perdite di inserzione variabili a seconda del numero di antenne ricetrasmittenti 3.
Non si esclude, tuttavia, una forma di realizzazione alternativa mostrata in figura 8 in cui il dispositivo 1 · attivo, ovvero dotato di alimentazione propria e consente di eliminare le perdite di inserzione ed ottenere un guadagno maggiore delTunit<">.
Per eliminare tali perdite di inserzione introdotte dalle unii<">di ripartizione 8a e dalTunit<">di ricombinazione 11 a · necessario che le unii<">di ripartizione e I<''>unii<">di ricombi nazione stesse commutino in modo sincrono ad alta frequenza sui diversi rami mediante, ad esempio, un microcommutatore ad alta frequenza.
In particolare, le unii<">di ripartizione 8a devono produrre una replica campi onata del segnale di ingresso Xk sulle varie unii<">attenuaci ci 9a e unii<">ritardatrici 10a.
Analogamente, l<'>unii<">di ricombi nazione 11 a, ad esempio del tipo di un micro-commutatore ad alta frequenza ed un filtro passa basso e/o passabanda colmato in cascata al mi ero- commutatore, deve ri combinare i contributi attenuati e ritardati sui vari rami in modo sincronizzato rispetto alle unii<">di ripartizione 8a.
Utilmente, il dispositivo 1 comprende un dispositivo di controllo 12 operativamente colmato alle unii<">di ripartizione 8a ed al l<'>unii<->di ri combinazione 11 a per la sincronizzazione dell<">unit<->di ripartizione stessa e delle unit<->di ri combinazione stesse, tenendo conto dei tempi di ritardo introdotti dai fasori sui diversi rami.
Preferibilmente, il dispositivo di controllo 12 · del tipo di un microcontrollore.
La frequenza di commutazione, o di campionamento f!| · determinata dalla banda passante B caratteristica di ogni singolo segnale Xk(t) sulla base del principio di Nyquist secondo cui;
Utilmente, il dispositivo 1 comprende un dispositivo amplificatore 13, collegato in cascata al l<'>unii<->di ricombinazione 11 a atto a fornire un<'>amplificazione alternata ai segnali di uscita in quanto privi di duplex! ng in frequenza.
Preferibilmente, il dispositivo amplificatore 13 · del tipo di un amplificatore bidirezionale.
Il presente trovato riguarda anche il dispositivo 20 SIIVI 0 per la radiocomunicazione con protocollo MIMO tra una singola antenna ricetrasmittente 21 di sanali a radiofrequenza ed una pluralit<->di antenne ricetrasmittenti 22 dei segnali a radiofrequenza.
Nell<'>ambito della presente trattazione, con il termine SIMO (Single Input Multiple Output) si intende il particolare sottosistema di comunicazione con protocollo MIMO di segnali a radiofrequenza via etere tra una singola antenna ricetrasmittente ed una pluralit<">di antenne ricetrasmittenti.
Secondo il trovato, il dispositivo 20 comprende;
- una porta di ingresso 23 operativamente collegabile ad un<'>antenna di ingresso 24 atta a comunicare con la singola antenna ricetrasmittente 21. Preferibilmente, la porta di ingresso 23 · costituita da un apposito connettore che consente il collegamento fisico all<'>antenna di ingresso 24;
- una pluralit<">di porte di uscita 25 ognuna delle quelli operativamente collegabili ad ognuna delle antenne riceventi 22;
- mezzi dì elaborazione 26 dei sanali a radiofrequenza operativamente collegati alla porta di ingresso 23 ed alle porte di uscita 25 ed atti ad elaborare i segnali a radiofrequenza provenienti dall<'>antenna ricetrasmittente 21 e ricevuti dall<'>antenna di ingresso 24 per l<'>ottenimento di una pluralit<">di segnali di uscita inviati, a sua volta, alla pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 22.
Non si esclude, tuttavia, una forma di realizzazione alternativa mostrata in figura 4a in cui ciascuna delle porte di uscita 25 del dispositivo 20 sono operativamente coliate ad una pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 22, mentre il connettore di ingresso 23 comunica via etere mediante l<'>antenna di ingresso 24 con una pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 21 .
I mezzi di elaborazione 26 comprendono mezzi di ripartizione 27 operativamente collegati alla porta di ingresso 23 ed atti alla ripartizione dei segnali a radiofrequenza ricevuti dall<'>antenna di ingresso 24 in una pluralit<->di repliche dei segnali a radiofrequenza stessi.
Nella preferita forma di realizzazione mostrata in figura 5, i mezzi di ripartizione 27 comprendono una singola unii<">di ripartizione 27a operativamente col legata alla porta di ingresso 23.
Pia in dettaglio, l<'>unii<->di ripartizione 27a · del tipo di un divisore di segnale in banda, o 'power splitter_, atto suddividere la potenza dei segnali a radiofrequenza ricevuti dall<'>antenna di ingresso 24, comunicante con l<'>antenna trasmittente 21, in una pluralit<->di repliche dei segnali a radiofrequenza stessi.
T ale numero di repliche · coincidente con il numero di antenne riceventi 22 che sono operativamente col legate alle porte di uscita 25 del dispositivo 20. I mezzi dì elaborazione 26 comprendono;
- mezzi attenuatori 28 operativamente collegati ai mezzi di ripartizione 27 ed atti ad attenuare ΙΊ ntensit<->del segnale di ciascuna delle repliche. Nella preferita forma di realizzazione mostrata nelle figure, i mezzi attenuatori 28 comprendono una pluralit<->di unii<->attenuaci ci 28a, ognuna delle quali · operativamente col legata al l<'>unii<->di ripartizione 27a ed · atta ad attenuare 11 ntensit<->dei segnale di ognuna delle repliche ottenute mediante l<'>unit<->di ripartizione 27a; e
- mezzi ritardatori 29 operativamente collegati ai mezzi attenuatori 28 e atti ad introdurre un tempo di ritardo al sanale di ciascuna delle repliche. Pià in dettaglio, i mezzi ritardatori 29 comprendono una pluralit<->di unit<->ritardatrici 29a, ognuna della quali · operativamente col legata alla rispettiva unii<">attenuato ce 28a ed · atta ad introdurne un tempo di ritardo differente ai segnali di ognuna delle repliche.
Non si escludono, tuttavia, forme di realizzazione alternative in cui l<'>attenuazione dei sanali ed il tempo di ritardo delle repliche dei segnali a radiofrequenza vengono effettuati mediante mezzi di elaborazione di diverso tipo.
Nell<'>ambito della presente trattazione, i mezzi attenuatori 28 ed i mezzi ritardatori 29 di ognuna delle repliche dei segnali a radiofrequenza rica/uti dalla singola antenna ricetrasmittente 21 sono atti all Introduzione di un<'>attenuazione, e ritardo ad essa correlato, caratteristica per ogni singola replica dei segnali a radiofrequenza.
Ognuna del I e repl i che · espri mi bi I e con l<'>equazione:
dove:
in cui:
In particolare, il termine rappresenta un ritardo esprimibile come
multiplo della lunghezza d onda ; in cui un moltiplicativo scelto opportunamente e dipendente dal singolo segnale di ingresso alla porta di ingresso 23 j-esima.
Si ottiene quindi:
che rappresenta un<'>attenuazione lineare e variabile sul singolo percorso n-esimo di ciascuna unit<">attenuatrice 28a; e
che rappresenta un ritardo in funzione della lunghezza d onda ≡ variabile sul singolo percorso n-esimo di ciascuna unit<">ritardatrice 29a.
I mezzi di elaborazione 26 comprendono mezzi di ricombinazione 30 delle repliche dei segnali a radiofrequenza operativamente collegati ai mezzi ritardatori 29 e alla pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 22 ed atti a ri combinare le repliche di dei segnali a radiofrequenza attenuati e ritardati per l<'>ottenimento della pluralit<">di segnali di uscita.
Ciascuno dei segnali di uscita viene a sua volta inviato, rispettivamente, a ciascuna delle antenne ricetrasmittenti 22.
Preferibilmente, i mezzi di ri combinazione 30 comprendono una pluralit<">di unit<">di ricombi nazione 30a ognuna del le quali provvista di una pluralit<">di ingressi operativamente collegati a ciascuna unit<">ritardatrice 29a delle repliche dei segnali a radiofrequenza.
Pià in dettaglio, l<'>unii<">di ri combinazione 30a · del tipo di un 'power combiner_ atto ad accoppiare le potenze delle repliche dei segnali a radiofrequenza attenuati e ritardati z[j] per l<'>ottenimento di un unico segnale di uscita a radiofrequenza che viene poi trasmesso alla rispettiva antenna ricetrasmittente 22.
In altre parole, ognuno dei segnali di uscita, ottenuto ri combinando la pluralit<">di repliche dei segnali a radiofrequenza, viene trasmesso dall<'>antenna di ingresso 24 rispettivamente ad una delle antenne ricetrasmittenti 22.
Mediante i mezzi di ripartizione 27 si ottengono S[j]- esime repliche dei segnali a radiofrequenza di ingresso, in cui ogni replica · attenuata e ritardata opportunamente mediante le rispettive unii<">attenuaci ci 9a ed unii<">ritardatrici 10a per l<'>ottenimento dei segnali a radiofrequenza attenuati e ritardati z[j], in modo da simulare al meglio il canale.
Realizzando un numero sempre pià alto di repliche per ciascun ramo, ovvero assumendo S[j] tendente ad infinito, si ottiene un modello sempre pià appressi mabi le al canale reale.
Assumendo come significativi i soli contributi pia vicini al cammino diretto · possibile assumere S[j] pari a qualche unii<">.
Non si escludono, tuttavia, forme di realizzazione alternative in cui i mezzi di elaborazione 26 sono atti ad elaborare i segnali a radiofrequenza provenienti dalla pluralit<">di antenna ricetrasmittenti 22 per l<'>ottenimento di un singolo segnale di uscita atto ad essere trasmesso dall<'>antenna di ingresso 24 verso la si ngola antenna ricetrasmittente 21.
Tale dispositivo 20 puD essere passivo, ovvero non dotato di alimentazione propria e presenta perdite di inserzione variabili a seconda del numero di antenne riceventi.
Non si esclude, tuttavia, una forma di realizzazione alternativa mostrata in figura 8 in cui il dispositivo 20 · attivo, ovvero dotato di alimentazione propria e consente di eliminare le perdite di inserzione ed ottenere un guadagno maggiore deirunit<">.
Per eliminare tali perdite di inserzione introdotte dal l<'>unì t<">di ripartizione 27a e dalle unii<">di ricombinazione 30a · necessario che l<'>unii<">di ripartizione e le unii<">di ri combinazione stesse commutino in modo sincrono ad alta frequenza sui diversi rami mediante, ad esempio, un microcommutatore ad alta frequenza.
In particolare, l<'>unii<->di ripartizione 27a de/e produrre una replica campionata del segnale di ingresso Xk sulle varie unii<">attenuatoci 28a e unii<">ritardatoci 29a.
Analogamente, le unii<">di ricombinazione 30a, ad esempio del tipo di un mi ero- commutatore ad alta frequenza ed un filtro passa basso e/o passabanda colmato in cascata al micro-commutatore, devono ri combinare i contributi attenuati e ritardati sui vari rami in modo sincronizzato rispetto all<'>unii<->di ripartizione 27a.
Utilmente, il dispositivo 20 comprende un dispositivo di controllo 31 operativamente collegato al l<'>unii<">di ripartizione 27a ed alle unii<">di ri combinazione 30a e atto alla sincronizzazione del l<'>unii<">di ripartizione stessa e delle unii<">di ri combinazione stesse, tenendo conto dei tempi di ritardo introdotti dai fasori sui diversi rami.
Preferibilmente, il dispositivo di controllo 31 · del tipo di un microcontrollore.
La frequenza di commutazione, o di campionamento fl| · determinata dalla banda passante B caratteristica di ogni singolo segnale Xk(t) sulla base del pri nei pi o di Nyqui st secondo cui ;
Utilmente, il dispositivo 20 comprende un dispositivo amplificatore 32, collegato in cascata a ciascuna delle unii<">di ri combinazione 30a e atto a fornire un<'>amplificazione alternata ai segnali di uscita in quanto privi di duplexing in frequenza.
Preferibilmente, il dispositivo amplificatore 32 · del tipo di un amplificatore bidirezionale.
Inoltre, il presente trovato riguarda un sistema 40 per la radiocomunicazione completa con protocollo MIMO tra una prima pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 41 ed una seconda pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 42.
Nell ambito della presente trattazione, con il termine MIMO (Multiple Input Multiple Output) si intende il particolare sistema di radiocomunicazione bidirezionale di sanali a radiofrequenza via etere tra una pluralit<">di antenne ricetrasmittenti ed una pluralit<">di antenne ricetrasmittenti.
Secondo il trovato, il sistema 40 mostrato schematicamente nelle figure 6 e 7 comprende;
- un primo dispositivo 1 per la radiocomunicazione operativamente collegabile alla prima pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 41. Il primo dispositivo 1 presenta le caratteristiche precedentemente descritte; e - un secondo dispositivo 42 per la radiocomunicazione operativamente collegabile alla seconda pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 42. Il secondo dispositivo 20 presenta le caratteristiche precedentemente descritte.
In particolare, le porte di ingresso 4 del dispositivo 1 sono operativamente col legate alla prima pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 41 e le porte di uscita 25 del secondo dispositivo 20 sono operativamente coliate alla seconda pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 42.
Utilmente, la porta di uscita 5 e la porta di ingresso 23 sono operativamente collegabili rispettivamente all<'>antenna di uscita 6 ed al I<“>antenna di ingresso 24.
Pia in dettagl io, I<“>antenna di uscita 6 e I<“>antenna di ingresso 24 sono atte a comunicare tra loro per la trasmissione dei segnali a radiofrequenza dalla prima pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 41 alla seconda pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 42.
A tal proposito, non si escludono forme di realizzazione alternative in cui mezzi di elaborazione 7 del primo dispositivo 1 ed i mezzi di elaborazione 26 del secondo dispositivo 20 sono atti ad elaborare opportunamente i segnali a radiofrequenza provenienti dalla seconda pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 42 per la trasmissione dei segnali a radiofrequenza stessi verso la prima pluralit<">di antenne ricetrasmittenti 41.
Si · in pratica constatato come I Invenzione descritta raggiunga gli scopi proposti e in particolare si sottolinea il fatto che negli scenari indoor, mediante il sistema per la radiocomunicazione MIMO realizzato, · possibile applicare la tecnologia MIMO nei sistemi DAS realizzando una singola distribuzione a singola antenna mettendo in comunicazione il dispositivo per la radiocomunicazione MISO con apparati remoti dotati di tecnologia MIMO e provvisti di antenne ricetrasmittenti comunicanti col connettore di uscita del dispositivo per la radiocomunicazione MISO stesso.
Al contempo, n^li scenari outdoor ad esempio nella radiocomunicazione tra link radio punto- punto o punto- multi punto, · possibile aggiornare i vecchi sistemi per la radiocomunicazione S ISO esistenti con i nuovi sistemi per la radiocomunicazione con protocollo MIMO realizzati senza dover sostituire le antenne dei sistemi SIS 0 gì<">installate in luoghi ad alta quota, ad esempio sulle vette delle montagne, ed i relativi cablaggi.
Inoltre, tale sistema per la radiocomunicazione con protocollo MIMO permette di realizzare link radio MIMO tra una pluralit<">di antenne trasmittenti ed una pluralit<">di antenne rice/enti utilizzando singola antenna dotata di singola polarità.

Claims (9)

  1. RIV E NDICAZIONI 1) Dispositivo (1) per la radiocomunicazione con protocollo MIMO tra una pluralit<">di antenne ricetrasmittenti (2) di segnali a radiofrequenza ed una singola antenna ricetrasmittente (3) di detti sanali a radiofrequenza, caratterizzato dal fatto che comprende; - una pluralit<">di porte di ingresso (4) operativamente collegabili a detta pluralit<">di antenne ricetrasmittenti (2); - almeno una porta di uscita (5) operativamente collegabile ad almeno una antenna di uscita (6) atta a comunicare con detta singola antenna ricetrasmittente (3); - mezzi di elaborazione (7) operativamente collegati a dette porte di ingresso (4) e a detta porta di uscita (5) ed atti ad elaborare detti segnali a radiofrequenza provenienti da detta pluralit<">di antenne ricetrasmittenti (2) per l<'>ottenimento di almeno un segnale di uscita atto ad essere trasmesso da detta antenna di uscita (5) verso detta singola antenna ricetrasmittente (3).
  2. 2) Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di elaborazione (7) comprendono mezzi di ripartizione (8) operativamente collegati a ciascuna di dette porte di ingresso (4) ed atti alla ripartizione di ciascuno di detti segnali a radiofrequenza provenienti da ciascuna di dette antenne ricetrasmittenti (2) in una pluralit<">di repliche di detti segnali a radiofrequenza.
  3. 3) Dispositivo (1) secondo una o pia delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di elaborazione (7) comprendono: - mezzi attenuatori (9) operativamente collegati a detti mezzi di ripartizione (8) ed atti ad attenuare intensità del segnale di ciascuna di dette repliche; e - mezzi ritardatori (10) operativamente collegati a detti mezzi attenuatori (9) ed atti ad introdurre un tempo di ritardo al segnale di ciascuna di dette repliche.
  4. 4) Dispositivo (1) secondo una o pià delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di elaborazione (7) comprendono mezzi di ri combinazione (11) operativamente collegati a detti mezzi ritardatori (10) e a detta antenna di uscita (6) ed atti a ri combinare dette repliche di ciascuno di detti segnali a radiofrequenza attenuati e ritardati.
  5. 5) Dispositivo (20) per la radiocomunicazione con protocollo MIMO tra una singola antenna ricetrasmittente (21) dì segnali a radiofrequenza ed una pluralit<">di antenne ricetrasmittenti (22) di detti segnali a radiofrequenza, caratterizzato dal fatto che comprende; - almeno una porta di ingresso (23) operativamente collegabile ad almeno un<'>antenna di ingresso (24) atta a comunicare con detta singola antenna ricetrasmittente (21); - una pluralit<">di porte di uscita (25) operativamente collegabili a detta pluralit<">di antenne ricetrsmittenti (22); - mezzi di elaborazione (26) di detti segnali a radiofrequenza, operativamente coll^ati a detta porta di ingresso (23) e a dette porte di uscita (25) ed atti ad elaborare detti segnali a radiofrequenza provenienti da detta singola antenna ricetrasmittente (21) e ricevuti da detta antenna di ingresso (24) per l<'>ottenimento di una pluralit<">di segnali di uscita atti ad essere inviati a detta pluralit<">di antenne ricetrasmittenti (22).
  6. 6) Dispositivo (20) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di elaborazione (26) comprendono mezzi di ripartizione (27) operativamente collegati a detta porta di ingresso (23) ed atti alla ripartizione di detti segnali a radiofrequenza ricevuti da detta antenna di ingresso (24) in una pluralit<">di repliche di detti segnali a radiofrequenza.
  7. 7) Dispositivo (20) secondo una o pià delle rivendicazioni 5 e 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di elaborazione (26) comprendono: - mezzi attenuatori (28) operativamente collegati a detti mezzi di ripartizione (27) ed atti ad attenuare llntensit<">del segnale di ciascuna di dette repliche; e - mezzi ritardatori (29) operativamente collegati a detti mezzi attenuatori (28) ed atti ad introdurre un tempo di ritardo al segnale di ciascuna di dette repliche.
  8. 8) Dispositivo (20) secondo una o pià delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di elaborazione (26) comprendono mezzi di ri combinazione (30) di dette repliche di detti segnali a radiofrequenza operativamente collegati a detti mezzi ritardatori (29) e a detta pluralit<">di antenne ricetrasmittenti (22) ed atti a ri combinare dette repliche di detti segnali a radiofrequenza attenuati e ritardati per rotteni mento di detta pluralit<">di segnali di uscita, ciascuno di detti segnali di uscita essendo, rispettivamente, inviato a ciascuna di dette antenne ricetrasmittenti (22).
  9. 9) Sistema (40) per la radiocomunicazione con protocollo MIMO tra una prima pluralit<">di antenne ricetrasmittenti (41) ed una seconda pluralit<">di antenne ricetrasmittenti (42), caratterizzato dal fatto che comprende; - almeno un dispositivo (1) secondo una o pià delle rivendicazioni precedenti dalla 1 alla 4 operativamente collegato a detta prima pluralit<">di antenne ricetrasmittenti (41); - almeno un dispositivo (20) secondo una o pià delle rivendicazioni precedenti dalla 5 alla 8 operativamente collegato a detta seconda pluralit<">di antenne ricetrasmittenti (42); detta porta di uscita (5) e detta porta di ingresso (23) essendo operativamente collegabili rispettivamente a detta antenna di uscita (6) ed a detta antenna di ingresso (24), detta antenna di uscita (6) e detta antenna di ingresso (24) essendo atte a comuni care tra loro per la trasmissione di detti segnali a radiofrequenza da detta prima pluralit<">di antenne ricetrasmittenti (41) a detta seconda pluralit<">di antenne ricetrasmittenti (42).
ITUB2015A009483A 2015-12-23 2015-12-23 Dispositivo e sistema per la radiocomunicazione con protocollo mimo ITUB20159483A1 (it)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITUB2015A009483A ITUB20159483A1 (it) 2015-12-23 2015-12-23 Dispositivo e sistema per la radiocomunicazione con protocollo mimo
EP16828781.1A EP3394989B1 (en) 2015-12-23 2016-12-22 Device and system for the radio communication with mimo protocol
PCT/IB2016/057916 WO2017109739A1 (en) 2015-12-23 2016-12-22 Device and system for the radio communication with mimo protocol

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITUB2015A009483A ITUB20159483A1 (it) 2015-12-23 2015-12-23 Dispositivo e sistema per la radiocomunicazione con protocollo mimo

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITUB20159483A1 true ITUB20159483A1 (it) 2017-06-23

Family

ID=55697388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ITUB2015A009483A ITUB20159483A1 (it) 2015-12-23 2015-12-23 Dispositivo e sistema per la radiocomunicazione con protocollo mimo

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3394989B1 (it)
IT (1) ITUB20159483A1 (it)
WO (1) WO2017109739A1 (it)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115102558B (zh) * 2022-06-07 2024-04-16 Oppo广东移动通信有限公司 射频PA Mid器件、射频系统和通信设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030050020A1 (en) * 2001-08-29 2003-03-13 Vinko Erceg System and method for emulating a multiple input, multiple output transmission channel
WO2005057870A1 (en) * 2003-12-05 2005-06-23 Qualcomm Incorporated Multi-antenna system to simultaneous support of miso and mimo receivers
EP1768284A1 (en) * 2005-09-22 2007-03-28 Telefonica, S.A. MIMO channel emulator
US8374273B1 (en) * 2007-03-30 2013-02-12 Marvell International Ltd. Method and apparatus for transmit beamforming

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030050020A1 (en) * 2001-08-29 2003-03-13 Vinko Erceg System and method for emulating a multiple input, multiple output transmission channel
WO2005057870A1 (en) * 2003-12-05 2005-06-23 Qualcomm Incorporated Multi-antenna system to simultaneous support of miso and mimo receivers
EP1768284A1 (en) * 2005-09-22 2007-03-28 Telefonica, S.A. MIMO channel emulator
US8374273B1 (en) * 2007-03-30 2013-02-12 Marvell International Ltd. Method and apparatus for transmit beamforming

Also Published As

Publication number Publication date
EP3394989B1 (en) 2020-06-10
WO2017109739A1 (en) 2017-06-29
EP3394989A1 (en) 2018-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019048932A3 (en) METHODS AND DEVICES FOR TRANSMITTING DEVICE CAPABILITY INFORMATION
US8964608B2 (en) Interference cancellation for division free duplexing or full duplex operation
NZ734634A (en) Ground network with access node clusters for end-to-end beamforming
CN102362448B (zh) 用于中继多输入多输出信号的单输入单输出中继器
JP2010532630A5 (it)
ES2326600T3 (es) Emulador de canal mimo.
CN110071771A (zh) 用于射频环境模拟的分布式系统
CN104779971A (zh) 一种结合模拟抵消算法的非线性数字自干扰抵消方法
WO2019051040A3 (en) SYSTEMS AND METHODS FOR GROSS AND FINE FLIGHT TIME ESTIMATES FOR ACCURATE RADIO FREQUENCY LOCALIZATION IN THE PRESENCE OF MULTIPLE COMMUNICATION PATHWAYS
WO2020112350A3 (en) Integrity protection at packet data convergence protocol layer
CN108702172A (zh) 自干扰抑制结构的系统和方法
US9660698B2 (en) Leaky cable communication
US11297689B2 (en) Systems and methods for uplink noise suppression for a distributed antenna system
WO2016044984A1 (zh) 一种天线系统
CN103338084A (zh) 一种基于rof的新型基站反馈接收、收发校准复用电路
WO2015158221A1 (zh) 一种合路器、基站、信号合路系统及信号传输方法
ITUB20159483A1 (it) Dispositivo e sistema per la radiocomunicazione con protocollo mimo
KR20170061087A (ko) 자기간섭제거 회로 및 이를 포함하는 동일대역 전이중 송수신기
KR102233631B1 (ko) 자기간섭신호 제거 장치 및 이를 포함하는 송수신기
CN202535359U (zh) 带自适应功能的td-lte室分mimo变频系统
KR20150072984A (ko) 기지국 신호 정합 장치 및 이를 포함하는 중계 장치
KR20150083274A (ko) 안테나들 사이의 거리를 줄이는 los mimo 시스템
KR102071885B1 (ko) 평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로
PE20110862A1 (es) Sistema de distribucion de senales de banda ancha inalambricas en interiores
CN102428646B (zh) 数字混合放大器的校准和补偿方法