ALBERTO MAGNO SILVEIRA BOAVENTURA

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22/11/02

Antenas "smart" + MIMO

----- Original Message -----
From: Alberto Boaventura
To: wirelessbr@yahoogrupos.com.br ; Celld-group@yahoogrupos.com.br
Cc: alberto.boaventura@ericsson.com
Sent: Tuesday, January 04, 2005 11:19 AM
Subject: Re: [wireless.br] Antenas "smart" + MIMO
 

Caro Amigo Hélio e ComUnidade, 
 

Peço desculpas pelo sumiço. Na verdade, muito embora esta área fez parte de minha especialização, mas há muito não acompanho com proximidade os desdobramentos deste assunto.

Entretanto seguem alguns comentários.
 
As antenas inteligentes pertencem à área de processamento de sinais denominada genericamente de Sensor Array, Array Signal Processing ou Matrix Estimation etc.
Esta área é responsável por inúmeros resultados na ciência aplicada como radares, ressonância magnética, comunicações móveis etc.
Infelizmente não existe um tratamento matemático especifico, como existe para um único sinal (baseado nas transformadas de Fourier: DFT, FFT, IFFT, Wavelets DWT etc), e dependendo do arranjo dos sensores toda uma modelagem pode ser construída, como existem para Phased Array, Side Lobe Canceller, MIMO etc.

Basicamente ao invés do sinal ser percebido por um único sensor (antena) ele é percebido por diversos sensores, aumentando a informação do sinal.
Seria uma extensão à diversidade espacial.

Cada sensor, então, possui uma informação especial do sinal, que dada à construção e arranjo dos sensores, algumas propriedades podem ser obtidas deste conjunto de sinais. Por exemplo, na ULA (Uniform Linear Array), o posto da matriz covariância dos sinais percebidos traz o número de sinais incidentes num ambiente sem multipercurso, e com este arranjo pode-se estimar a direção de chegada e posicionar o diagrama de irradiação para cada um dos sinais presentes, alterando apenas a fase de cada sinal (Phased Array).

Numa situação ideal, é como se criasse antenas virtuais para cada sinal presente.
A proposta para aplicação em comunicações móveis não é recente, e foram originárias de trabalhos pioneiros como o trabalho de W. Davies em 1987, Liberti, os suecos Otterstenm, Vibert.

Na minha dissertação: http://planeta.terra.com.br/educacao/amsb/tese.pdf, na introdução, existe um bom histórico sobre este tema.  
No Department of Signals, Sensors and Systems do Royal Institute of Technology (KTH) existem diversos trabalhos sobre a aplicação de sensor array para comunicações móveis http://www.s3.kth.se/.


Hoje dado ao avanço do MMIC e Software Radio, onde os sinais percebidos pelos sensores podem ser processados em RF, muitos algoritmos sofisticados podem ser aplicados, abrindo um novo espaço para processamento espacial-temporal.

A codificação e modulação dos sinais em telecomunicações são representações de um conjunto de funções ortogonais num espaço N-dimensional de funções.
Com a possibilidade de utilizar as antenas inteligentes, ou n-sensores, e com o processamento em RF, é possível a construção de modelos de codificação e modulação onde não envolve somente o tempo, como também a combinação dos sensores, criando assim a possibilidade da representação e processamento em funções espacial-temporal, aumentando a distância entre as funções, possibilitando a melhoria de isolamento do erro e por conseqüência o aumento na transferência da informação: taxa.


Mesmo com a disponibilidade tecnológica, a aplicação de antenas inteligentes ainda é incipiente. Pois o grande apelo no passado era a otimização da banda, e em especial para aplicações de faixa larga.
Acredito que hoje esta tecnologia é a “bola da vez” (em termos de propostas de implementação, algoritmos etc), e num breve tempo esta tecnologia será bastante comum, mesmo em nossos terminais.

Espero que tenha ajudado,
Um forte abraço,
Alberto Boaventura.
 

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