Massive MIMO è una tecnologia di antenna considerata la più promettente per le future reti 5G superveloci, sebbene i ricercatori abbiano finora creduto che esistesse un limite massimo per la quantità di dati che possono essere trasferiti. Emil Bjornson, professore associato presso l'Università di Linköping, ha insieme ai colleghi, dimostrato che tale limite non esiste.

"Possiamo dimostrare che il massiccio MIMO ha una capacità illimitata, sia matematicamente che con l'ausilio di simulazioni, "dice Emil Björnson, professore associato in sistemi di comunicazione presso l'Università di Linköping.

L'enorme tecnologia MIMO ha suscitato l'interesse dei ricercatori 5G in una fase iniziale. Però, negli ultimi cinque-dieci anni la comunità di ricerca ha concordato che esiste un limite massimo alla quantità di dati che possono essere trasferiti in modalità wireless al secondo, data una certa larghezza di banda e all'interno di una certa area. Il fattore limitante è stato un tipo di disturbo che si verifica quando si misura il modo in cui viaggiano i segnali wireless, conosciuta dai ricercatori come "contaminazione pilota".

"Questa conclusione è il risultato dell'utilizzo di un modello troppo focalizzato sulla trattabilità della ricerca e di un metodo troppo semplice, "dice Emil Björnson.

Distribuendo più antenne ed elaborando i segnali che vengono trasmessi e ricevuti da esse nel modo giusto, possiamo creare un sistema in cui non esiste un limite massimo per la quantità di dati che possono essere trasferiti.

Ha presentato le prove di ciò in collaborazione con colleghi in Francia e in Italia in un articolo che è stato pubblicato sia nel servizio aperto Arxiv che nel servizio digitale IEEE Xplore. Il codice di simulazione è anche disponibile gratuitamente su Github per chiunque dubiti dei risultati e voglia convalidarli.

MIMO è l'acronimo di "Multiple Input, Multiple Output" e la tecnologia prevede il collegamento di centinaia di piccole antenne, ciascuno con una potenza di circa 10 mW, o in qualcosa che può assomigliare a un grande monitor di computer o distribuito sulla facciata di un edificio.

Tutte le antenne inviano poche decine di segnali con ritardi accuratamente determinati. I ritardi sono scelti in modo che le copie di un segnale arrivino ai ricevitori previsti esattamente nello stesso istante, ma in momenti leggermente diversi in tutti gli altri ricevitori. Questo dà un segnale forte al ricevitore previsto e solo un leggero disturbo a tutti gli altri. La contaminazione dei piloti si verifica quando i ritardi devono essere stimati utilizzando segnali noti come "piloti".

Cento antenne da 10 mW ciascuna danno una potenza di 1 W, che viene distribuito tra gli utenti. Questo è considerevolmente inferiore ai 40 W utilizzati dalle antenne attuali. La bassa potenza è sufficiente, poiché ogni segnale è dato in una direzione specificata. Massive MIMO fornisce quindi una combinazione di bassa potenza di uscita, alta efficienza energetica e capacità superiore, poiché molti ricevitori possono ricevere segnali contemporaneamente. Ciò che i nuovi calcoli e simulazioni hanno mostrato è che la capacità è infinita.

"La conseguenza è che possiamo continuare a schierare un numero crescente di antenne, poiché le persone consumano quantità sempre crescenti di dati wireless, e in questo modo soddisfare la domanda, "dice Emil Björnson.