Del Massive MIMO, negli ultimi anni, abbiamo sentito parlare quasi sempre in un unico contesto: i 3,5 GHz del 5G, la banda n78, quella degli hotspot in centro città e degli speedtest da urlo. È lì che le antenne “intelligenti” — quelle che invece di illuminare tutta la cella inseguono il singolo utente con un fascio dedicato — hanno fatto il loro debutto di massa. Ed è comprensibile: su quella banda, larga e tecnicamente comoda, il Massive MIMO è quasi la scelta naturale. Quello di cui non si parla mai, però, è la mossa più difficile e a suo modo più interessante: portare la stessa tecnologia giù, sulle vecchie bande FDD del 4G, i 1800 e i 2100 MHz che coprono davvero il territorio e sui quali il telefono si aggancia molto più spesso che sui 3,5 GHz.
Ed è esattamente quello che ci ha confermato Fastweb + Vodafone, rispondendo a una nostra domanda tecnica: oltre al Massive MIMO TDD sui 3,5 GHz, la società ha introdotto il Massive MIMO anche sulle bande FDD 1800 e 2100, con antenne in configurazione 32T32R — trentadue catene in trasmissione e trentadue in ricezione — pensate per alto guadagno e fasci direttivi, cioè più copertura e più capacità proprio sul 4G. Detta così sembra un dettaglio da addetti ai lavori. In realtà è la parte che, dal punto di vista di chi legge la radio, cambia le carte in tavola. E per capire perché, conviene fare un passo indietro.
Il Massive MIMO, ridotto all’osso, è un’antenna fatta di tante piccole antenne. Le sigle come “32T32R” contano il numero di catene radio: trentadue in trasmissione, trentadue in ricezione. Con così tanti elementi la stazione radio base non è costretta a irradiare il segnale in modo uniforme su tutta la cella, come farebbe un faro; può comporre un fascio stretto e puntarlo verso il telefono, seguendolo mentre si sposta — più simile a una torcia che ti tiene illuminato. Il vantaggio è doppio: il segnale arriva più forte e più pulito dove serve, e la stessa frequenza può essere riutilizzata per servire più utenti contemporaneamente in punti diversi della cella. Tradotto: più capacità e più copertura a parità di spettro. In una spiaggia affollata a Ferragosto — ne abbiamo parlato qui — è la differenza fra una rete che regge e una che annaspa.
Fin qui, niente di nuovo: è la storia dei 3,5 GHz. Il punto è che quella banda gioca con un vantaggio nascosto. I 3,5 GHz sono TDD (Time Division Duplex): upload e download dei dati viaggiano sulla stessa frequenza, alternandosi nel tempo. E questo regala alla stazione radio base una scorciatoia preziosa che si chiama reciprocità del canale: siccome andata e ritorno usano la stessa frequenza, la BTS può stimare com’è fatto il canale verso il telefono semplicemente ascoltando i segnali che il telefono le manda in upload. Sa dove puntare il fascio praticamente “gratis”, senza chiedere nulla in più al dispositivo.
Sulle bande FDD — 1800 e 2100 — questa scorciatoia non esiste. FDD (Frequency Division Duplex) vuol dire che upload e download viaggiano su frequenze diverse, in contemporanea. E due frequenze diverse si comportano in modo diverso: quello che la BTS misura in upload non descrive il canale in download. La reciprocità salta. Per orientare bene i fasci di un’antenna a 32 elementi, allora, la rete deve farsi dire dal telefono com’è fatto il canale in downlink: ogni dispositivo deve misurare e rimandare indietro una fotografia dello stato del canale, quella che in gergo si chiama CSI (channel state information). Con 32 antenne la mole di informazioni da far rimbalzare avanti e indietro diventa enorme, introduce ritardo, occupa risorse, e soffre di un problema tutto suo — il “channel aging”: quando la misura arriva alla BTS, il telefono si è già mosso e la fotografia è vecchia. È per questo che per anni il Massive MIMO “vero”, quello sul campo, è rimasto quasi solo un affare da TDD. Farlo funzionare su FDD, in produzione, sopra le bande che reggono il grosso del traffico 4G, è la cosa che merita di essere raccontata.
Non è nemmeno solo una questione di software. Cambia anche l’hardware appeso al traliccio. Il parco antenne FDD che vediamo oggi in Italia è ancora in larga parte passivo: un pannello che irradia, con la radio collocata separatamente alla base del sito — l’architettura classica, affidabile, che tutti conosciamo. Il Massive MIMO 32T32R è un’altra bestia: è un’antenna attiva, un blocco unico che integra l’array radiante e le trentadue catene radio, con l’elettronica di beamforming a bordo. Vendor come Huawei ed Ericsson (che con l’acquisizione di Kathrein si è portata in casa anche una lunga tradizione di radianti passivi, accanto a nomi come Cellmax e Comba) costruiscono unità di questo tipo pesanti decine di chili, con centinaia di elementi radianti e collegamenti in fibra ad altissima velocità verso la banda base. Il salto, insomma, è proprio quello: dal pannello passivo che irradia e basta, all’array attivo che ragiona e punta.
E qui arriva la parte che ci piace di più, quella che a TLCworld proviamo a raccontare sempre: come tutto questo si vede dalla radio, dal modem del telefono, e non dal comunicato stampa. Un conto è leggere che “è stato introdotto il Massive MIMO su FDD”; un altro è avere in mano gli strumenti per accorgersene. Chi legge davvero il modem — argomento su cui torneremo con una guida dedicata — può vedere le portanti FDD B1 e B3 attive, i layer MIMO che salgono, gli indicatori di rank che raccontano quante “corsie” spaziali la rete sta effettivamente aprendo verso quel dispositivo in quel punto. È lì che una scelta di rete smette di essere marketing e diventa un numero che puoi misurare tu, sul campo, col telefono in mano. Ci torneremo: è un pezzo a sé.
Il commento della redazione. Ci colpisce che la notizia più tecnica sia anche la più “silenziosa”. Tutti annunciano i record sui 3,5 GHz, che fanno numeri grossi ma coprono poco e si spengono presto quando ti allontani dalla cella. Portare le antenne intelligenti sulle bande basse, quelle che entrano in casa e reggono la folla, è un lavoro meno appariscente e più difficile — e forse per questo più utile per chi il telefono lo usa davvero, tutti i giorni, lontano dagli hotspot da vetrina. Ringraziamo Fastweb + Vodafone per la precisazione tecnica: è il tipo di dialogo diretto che ci permette di raccontare le reti per come sono fatte, non per come vengono impacchettate.
