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Soluzioni promettenti per sistemi di comunicazione wireless multiutente

Una strategia di trasmissione nota come allineamento di interferenze (IA, Interference alignment) permette una produttività di dati molto più elevata di quanto si credeva nelle comunicazioni wireless multiutente. Un’iniziativa dell’UE ha analizzato le possibilità di un tale rivoluzionario concetto di trasmissione wireless.
Soluzioni promettenti per sistemi di comunicazione wireless multiutente
L’IA riduce l’impatto delle interferenze e può essere azionato su una vasta gamma di applicazioni, tra cui reti con entrate multiple e uscite multiple (MIMO, multiple-input multiple-output), X, con comunicazione bidirezionale, multi-hop multi-flow, di comunicazione cooperativa e cellulari.

Con questo in mente, il progetto IAWICOM (Interference aligned wireless communications), finanziato dall’UE, è nato con l’obiettivo di sviluppare nuovi pratici sistemi IA fondati su tali applicazioni. L’attenzione si è concentrata sull’IA e su un nuovo concetto noto come MIMO massicce.

I partner del progetto hanno analizzato le prestazioni di entrambe le tecniche diventate nuovi potenziali soluzioni al problema di interferenza. I lavori sono iniziati con una revisione della letteratura relativa ai problemi connessi alle comunicazioni wireless attuali, risolvibili mediante IA e MIMO massicce.

Per quanto riguarda l’IA, la ricerca è stata incentrata sulle limitazioni pratiche come per esempio il ritardo limitato di feedback inerente alle informazioni di stato del canale (channel state information, CSI), e l’esame del grado di libertà (degree of freedom performance, DOF) delle prestazioni del canale di interferenza MIMO con feedback CSI limitato. I partner del progetto hanno dimostrato il modo in cui questi sistemi sfruttano sia le attuali CSI che quelle superate, al fine di ottenere un miglioramento delle prestazioni DOF. È stato inoltre studiato il canale di interferenza MIMO a due utenti correlato al tempo.

Per quanto riguarda le MIMO massicce, il team IAWICOM ha considerato un sistema duplex MIMO a divisione di tempo con più celle multi-utente e canale downlink. Il team ha derivato un’approssimazione del tasso di somma con precodifica zero-forcing regolarizzata, la quale aiuta a quantificare la perdita di capacità. I membri del team hanno studiato l’effetto della variazione temporale del canale a causa del movimento relativo agli utenti per quanto riguarda la stazione di base. I contributi derivanti dalla ricerca includono espressioni analitiche per i tassi di somma relativi a numero finito di antenne con stazione di base (base station, BS) e i limiti asintotici con potenza e numero di antenne BS infiniti.

IAWICOM ha introdotto nuovi metodi, così come l’integrazione di attuali metodi riguardanti IA e MIMO massicce. Gli approcci proposti stabiliranno nuove direzioni verso sistemi di comunicazione con migliore qualità, più efficienti e a basso impatto ambientale.

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Keywords

Allineamento di interferenze, comunicazioni wireless multiutente, IAWICOM, MIMO massicce