Sintesi di antenne in ambienti
di propagazione complessi
Sviluppo di antenne e di modelli di propagazione di
tipo innovativo per servizi multimediali su reti wireless
basati su tecnologia MIMO
Antenne cooperative ed autoriconfiguranti
O.M. Bucci, M.D. Migliore
4 dicembre 2006
Nella metà degli anni 90’ alcuni risultati ottenuti dai Bell Labs
nell’ambito della teoria dell’informazione mostrarono che
l’ambiente di propagazione è una risorsa preziosa per i sistemi
wireless, in grado di fornire grandi vantaggi se sfruttata
opportunamente
Questo approccio è stato utilizzato nella tecnologia MIMO
e piu’ recentemente nei radar MIMO e nei sistemi di crittografia
Lavorii su IEEE
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
Anno
IEEE 802.11
IEEE 802.16
Lo scenario europeo
La lezione dei sistemi mimo
• l’ambiente, non noto a priori ed in genere tempo-variante, deve
essere tenuto in conto nella sintesi delle antenne;
• l’obiettivo della sintesi può essere la massimizzazione del bit-rate,
piuttosto che l’andamento del campo radiato.
Antenne MIMO adattative
...
...
CANALE
Le antenne fanno parte del canale di comunicazione
E’ possibile modificare il canale modificando il sistema di antenne
Modificando il canale è possibile utilizzare canali
con capacità superiori rispetto alla capacità di
canale ottenibile con antenne MIMO classiche !
Sintesi mista MIMO/classica
L’idea è di unire i vantaggi della sintesi classica e della sintesi
MIMO, inserendo contemporaneamente degli obiettivi di tipo
informazionale (es. massimizzazione del bit/rate) e di tipo
energetico (es. bassa densità di potenza irradiata in un settore della
cella, o in direzione di scuole o ospedali).
In un sistema cellulare la forma delle celle potrebbe essere fissata
dinamicamente in funzione del traffico telefonico.
Antenne in presenza di corpi diffondenti
Nel caso di
stessa agire
diffondenti,
acquisita, al
radiato.
Array attivo
array attivi o riconfigurabili, l’antenna potrebbe essa
da sonda, per stimare le caratteristiche dei corpi
per poi riconfigurarsi, sulla base dell’informazione
fine di minimizzare l’effetto degli ostacoli sul campo
...
Eventuale sonda
aggiuntiva
Antenne cooperative
Alcuni scenari richiedono trasmissione di grandi quantità di dati
con elevata affidabilità del collegamento in zone non
preventivamente identificabili (es. collegamenti in zone colpite
da calamità naturali)
Antenne cooperative
(Ad hoc networks)
Sintesi di antenne in ambienti di propagazione
complessi
Temi di interesse
Algoritmi di sintesi che tengano in conto la presenza dell’ambiente
Algoritmi di sintesi che tengano in conto la presenza di altre
antenne cooperanti
Sviluppo di nuove architetture di antenne MIMO classiche e
autoriconfiguranti
Studio della propagazione in ambienti complessi
Tecniche per sondare in modo passivo e/o attivo l’ambiente
Caratterizzazione di antenne autoriconfiguranti/MIMO/cooperative
Studio dei legami tra l’elettromagnetismo e la teoria
dell’informazione
Motivazioni generali
Grande interesse accademico ed industriale
Settore fortemente innovativo, ad elevata tecnologia ed in rapida
espansione a livello mondiale in generale, ed europeo in particolare
Presenza nel gruppo di elettromagnetismo delle competenze
necessarie per affrontare l’intero spettro dei problemi
elettromagnetici coinvolti (sintesi di antenne, tomografia, studio
della propagazione in ambienti complessi, contenuto
informativo dei campi elettromagnetici, misura si antenne,
simulazione numerica di antenne complesse etc…)