Los investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado un modelo que permite a los diseñadores de antenas identificar configuraciones eficientes para diseños de antenas en minutos, en lugar de días. El modelo está diseñado para acelerar el desarrollo de la próxima generación de "múltiples entradas, múltiples salidas" MIMO, que permiten que los dispositivos aprovechen más el ancho de banda disponible.
"Nuestro modelo produce resultados casi óptimos, y debería ahorrarles a los diseñadores una enorme cantidad de tiempo para alcanzar resultados que puedan usarse para crear prototipos o que puedan refinarse usando técnicas de modelado convencionales", dice Jacob Adams, profesor asistente de electricidad y electricidad.ingeniería informática en NC State y autor principal de un artículo sobre el trabajo.
En un sistema MIMO, múltiples transmisores pueden enviar datos en la misma frecuencia pero a lo largo de diferentes rutas espaciales. Múltiples receptores pueden distinguir entre esos múltiples flujos de datos en función de la unicidad de las rutas que las ondas de radio llevan a los múltiples receptores. EstoEl tipo de sistema requiere antenas MIMO que a menudo son planas o planas, y se encuentran en todo, desde teléfonos inteligentes hasta conjuntos de satélites. El punto en el que un transmisor y receptor se conectan a la antena se llama puerto. Si un sistema MIMO está usando dos puertos, puede duplicar la cantidad de datos que se transmiten. Y puede lograr mayores beneficios al usar más puertos.
Esto es importante porque la competencia por el ancho de banda disponible es feroz. Los servicios de comunicación comerciales y militares deben transmitir y recibir información a través del espectro finito de frecuencias de radio, incluso cuando los consumidores piden velocidades de descarga más rápidas para sus dispositivos personales.
Sin embargo, implementar el concepto MIMO en dispositivos móviles pequeños puede plantear importantes desafíos de diseño. Esto se debe a que los puertos pueden "acoplarse" o interactuar cuando se colocan demasiado juntos, lo que hace que sea realmente imposible diferenciar entreseñales que están recibiendo de los transmisores.
Diseñar una antena MIMO y elegir la mejor ubicación para cada puerto en una antena MIMO puede llevar mucho tiempo, porque cada posible configuración de puertos requiere que los diseñadores calculen cómo la configuración afectaría a todos los puertos. Y el problema aumenta en un pedidode magnitud por cada puerto adicional utilizado en el diseño.
Los investigadores abordaron este problema creando un modelo aproximado que hace dos cosas. El modelo calcula el rendimiento de cada punto de sonda con respecto a su eficiencia en el envío y la recepción de información. El modelo también les dice a los usuarios hasta qué punto cada configuración de sondashace que las sondas individuales se acoplen.
Los investigadores calcularon que determinar directamente el impacto en el rendimiento de cada configuración posible para una antena MIMO con solo dos puertos tomaría aproximadamente 7,000 minutos, o más de 116 horas, usando métodos convencionales. Usando su modelo, los investigadores pudieronidentificar una configuración casi óptima en aproximadamente 15 minutos.
El documento, "Cálculo y visualización de los parámetros de entrada de antenas planas arbitrarias a través de funciones propias", se publica en línea en la revista Transacciones IEEE en antenas y propagación . El autor principal del artículo es Binbin Yang, un estudiante de doctorado en el laboratorio de Adams. El trabajo fue apoyado por el Programa de Mejora del Acceso al Radio Espectro de la National Science Foundation, con el número de subvención 1343309.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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