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 MIMOe piu’ recentemente nei radar MIMO e nei sistemi di crittografia
IEEE 802.11
IEEE 802.16
02040
6080100120140
160180200
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
Anno
La
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EE
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 array attivi o riconfigurabili, l’antenna potrebbe essa stessa agire da sonda, per stimare le caratteristiche dei corpi diffondenti, per poi riconfigurarsi, sulla base dell’informazione acquisita, al fine di minimizzare l’effetto degli ostacoli sul campo radiato.
...Array attivo
Eventuale sonda aggiuntiva
Antenne cooperativeAlcuni 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)
Temi di interesseAlgoritmi di sintesi che tengano in conto la presenza dell’ambiente
Algoritmi di sintesi che tengano in conto la presenza di altre antenne cooperanti
Tecniche per sondare in modo passivo e/o attivo l’ambiente
Studio della propagazione in ambienti complessi
Sviluppo di nuove architetture di antenne MIMO classiche e autoriconfiguranti
Studio dei legami tra l’elettromagnetismo e la teoria dell’informazione
Caratterizzazione di antenne autoriconfiguranti/MIMO/cooperative
Sintesi di antenne in ambienti di propagazione complessi
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…)
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