LA TECNICA M.I.M.O. NEI RADAR E NELLE MODERNE TECNOLOGIE DI TRASMISSIONE

Il M.I.M.O., che letteralmente significa trasmittenti multiple e riceventi multiple, è una tecnologia che ha portato innovazioni importanti nei collegamenti punto-punto e punto-multi-punto, introducendo da circa 20 anni quella che è chiamata la “diversità spaziale”. Si tratta di una vera rivoluzione che ha generato soluzioni che incrementano molto la banda passante e migliorano il rapporto segnale rumore (SNR) di un singolo collegamento. Avendo nei fatti una molteplicità di collegamenti praticamente paralleli al posto di un singolo collegamento punto-punto, si capisce immediatamente che si tratta di un “superamento” del limite imposto dal secondo Teorema di Shannon, perché in fondo il mezzo fisico che costituisce il canale trasmissivo è semplicemente sfruttato meglio. Come ciò sia possibile è presto detto. Il punto è trasmettere più segnali contemporaneamente sullo stesso mezzo avendo però la possibilità di separare questi segnali in ricezione. Questo è un problema matematico brillantemente risolto con il concetto di “ortogonalità” dei segnali che consiste nel trattare i segnali prima della trasmissione per conferire loro una ortogonalità reciproca. Ad esempio sono ortogonali due segnali che hanno fase opposta. In realtà l'ortogonalità è un concetto flessibile e nella pratica esistono molti modi per rendere ortogonali un gruppo di segnali. Di tutt'altra valenza è il caso della telefonia mobile che fa uso del M.I.M.O. per implementare i canali di uplink e downlink, e quindi riuscendo meglio a riempire il mezzo trasmissivo rispetto a come la telefonia mobile utilizzava, e utilizza tuttora, questi canali prima dell'avvento della tecnologia M.I.M.O. Ancora diversa e strabiliante è la applicazione della tecnologia M.I.M.O. ai Radar, che come è noto inviano segnali elettromagnetici in un mezzo trasmissivo, per rilevare i parametri caratteristici di oggetti stazionari o in movimento all'interno di esso. E' noto infatti che la risoluzione in azimut di un Radar dipende dal numero di ricevitori. Dal momento che ogni ricevitore, cosi come ogni trasmettitore M.I.M.O., è costituito da una catena di blocchi funzionali elettronici spesso costosi, orbene con il M.I.M.O. è possibile ottenere risoluzioni maggiori rispetto ad esempio ad un Phased Array Radar, simulando ricevitori che, pur essendo virtuali, funzionano esattamente come quelli reali ai fini della risoluzione. Ancora una altra applicazione possibile con la tecnologia M.I.M.O., è il Beamforming, una tecnica utilizzata per direzionare sia la trasmissione sia la ricezione radio rispettivamente per concentrare la potenza di trasmissione e raggiungere target lontani, e per selezionare solo alcune direzioni da cui ricevere i segnali. Il Beamforming è una tecnologia orizzontale ed è utilizzata in applicazioni Radar, Sonar, Laser, 5G, ecc. Nel presente documento comunque si troveranno diversi approfondimenti nei principali campi di applicazione della tecnologia M.I.M.O..