Emulación de entornos no isotrópicos en cámara de reverberación para la caracterización de sistemas de comunicaciones inalámbricas de cuarta generación empleando múltiples antenas de entrada y salida (MIMO)
Los sistemas inalámbricos que plantean múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) de la señal se basan en convertir la propagación multicamino, inicialmente considerada un problema, en la solución a las limitadas capacidades de transmisión al posibilitar el empleo de canales de transmisión en paralelo aumentando el número de antenas de transmisión y/o recepción. Al existir una creciente demanda de velocidades de transmisión en comunicaciones móviles, estos sistemas han recibido una tremenda atención científica en los últimos años precisamente porque las primeras formulaciones ergódicas preveían aumentos de las capacidades que eran linealmente proporcionales al número de antenas empleadas, lo que provocaba eficiencias espectrales inauditas y de enorme impacto potencial. Sin embargo, el increíble número de publicaciones científicas sobre MIMO que se observan en los últimos años ha ido mejorando el conocimiento de estos sistemas, que se han revelado recientemente como bastante más complejos de lo que en principio podría parecer.
Aunque la técnica sigue siendo enormemente prometedora, algunos trabajos han comenzado a describir las dificultades que existen para alcanzar las capacidades ergódicas en sistemas reales, especialmente en el terminal móvil, para el que ya se ha definido la necesidad de que contenga técnicas MIMO. En primer lugar las medidas realizadas sobre canales en exterior poseen una inherente complejidad, y en aquellos artículos que las utilizan se encuentran algunas divergencias con las simulaciones en su mayoría provenientes de efectos típicamente presentes en entornos reales pero difícilmente incorporables en las simulaciones. Entre los efectos relacionados con la propagación radio y las antenas, objeto de este proyecto, se encuentran la auténtica diversidad de polarización, la eficiencia de radiación, el acoplamiento mutuo, la presencia del usuario, la directividad y otros, así como combinaciones de estos efectos. Sobre muchos de estos efectos, como es el caso del acoplamiento mutuo, existen auténticas divergencias publicadas sobre su bondad o maldad, no existiendo realmente un rol claro y consensuado de los mismos.
Como ejemplo, algunos estudios sobre correlación y capacidad harían imposible el desarrollo de radios MIMO de alta capacidad en espacios reducidos, y sin embargo recientemente algunas agrupaciones obtienen una ganancia de diversidad de 13.8 dB para la combinación de igual ganancia Equal Gain Combining (EGC) de solamente dos ramas para un nivel de probabilidad del 1%, mientras que con una agrupación de 4 antenas ocupando tan sólo un volumen de 75mm x 75mm x 10mm (0.45λ x 0.45λ x 0.06λ) y con SNR=20dB se ha conseguido capacidades medidas para 3x4 MIMO de 16 bits/s/Hz, aunque solamente para entornos Rayleigh. Estos y otros ejemplos de las actuales contradicciones fruto del desconocimiento de los efectos en entornos reales se describen con detalle en la memoria. En consecuencia, el diseñador de agrupaciones MIMO no puede esperar que la capacidad MIMO no se vea afectada por los efectos reales en el terminal móvil, y se necesitan estudios como el que se propone, basados en simulaciones y medidas, para avanzar en el conocimiento actual al respecto. En el proyecto se plantea avanzar en el conocimiento de los efectos de radiocomunicaciones y en los parámetros de las antenas que afectan a la ganancia de diversidad y capacidad MIMO en el terminal móvil de cuarta generación. Es decir, se trata de ser capaz de emular entornos de propagación realistas, no isotrópicos, para la correcta caracterización de los pa