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Un sistema de 96 antenas prueba la próxima generación de tecnología inalámbrica
Incluso mientras los operadores del mundo construyen la última infraestructura inalámbrica, conocida como 4G LTE, un nuevo aparato con 96 antenas que está tomando forma en un laboratorio de la Universidad Rice en Texas podría ayudar a definir la próxima generación de tecnología inalámbrica.
Maravilla inalámbrica : Una matriz de prueba inalámbrica de 96 antenas en la Universidad de Rice es el esfuerzo más avanzado hasta ahora para superar la tecnología 4G actual.
La plataforma Rice, conocida como Argos , representa el conjunto más grande de este tipo construido hasta ahora y servirá como banco de pruebas para un concepto conocido como Massive MIMO.
MIMO, o entrada múltiple, salida múltiple, es una técnica de red inalámbrica destinada a transferir datos de manera más eficiente al tener varias antenas trabajando juntas para explotar un fenómeno natural que ocurre cuando las señales se reflejan en el camino hacia un receptor. El fenómeno, conocido como multitrayecto, puede causar interferencia, pero MIMO altera la sincronización de las transmisiones de datos para aumentar el rendimiento utilizando las señales reflejadas.
MIMO ya se usa para 4G LTE y en la última versión de Wi-Fi, llamada 802.11ac; pero normalmente implica sólo un puñado de antenas transmisoras y receptoras. Massive MIMO amplía este enfoque mediante el uso de decenas o incluso cientos de antenas. Aumenta aún más la capacidad al enfocar de manera efectiva las señales en usuarios individuales, lo que permite que se envíen numerosas señales a través de la misma frecuencia a la vez. De hecho, una versión anterior de Argos, con 64 antenas, demostró que la capacidad de la red podría incrementarse en más de un factor de 10.
Si tiene más antenas, puede atender a más usuarios, dice Lin Zhong, profesor asociado de informática en Rice y colíder del proyecto. Y la arquitectura le permite escalar fácilmente a cientos o incluso miles de antenas, dice.
MIMO masivo requiere más potencia de procesamiento porque las estaciones base dirigen las señales de radio de manera más estrecha a los teléfonos destinados a recibirlas. Esto, a su vez, requiere cálculos adicionales para llevarlo a cabo. El objetivo del banco de pruebas de Argos es ver cuánto beneficio se puede obtener en el mundo real. Los procesadores distribuidos a lo largo de la configuración le permiten probar diferentes configuraciones de red, incluido cómo funcionaría junto con otras clases emergentes de estaciones base, conocidas como celdas pequeñas, que sirven áreas pequeñas.
Massive MIMO es un proyecto intelectualmente interesante, dice Jeff Reed, director del centro de investigación inalámbrica en Virginia Tech. Quieres saber: ¿qué tan escalable es MIMO? ¿De cuántas antenas puede beneficiarse? Estos proyectos están intentando abordar eso.
Un enfoque alternativo, o quizás complementario, a un eventual estándar 5G utilizaría frecuencias extremadamente altas, alrededor de 28 gigahercios. Las longitudes de onda a esta frecuencia son aproximadamente dos órdenes de magnitud más pequeñas que las frecuencias que transportan las comunicaciones celulares en la actualidad, lo que permite que se empaqueten más antenas en el mismo espacio, como dentro de un teléfono inteligente. Pero dado que los edificios, e incluso el follaje y la lluvia, bloquean fácilmente las señales de 28 gigahercios, durante mucho tiempo se las considera inutilizables, excepto en aplicaciones especiales de línea de visión.
Pero Samsung y la Universidad de Nueva York han colaborado para resolver esto, también mediante el uso de matrices de múltiples antenas. Envían la misma señal a través de 64 antenas, dividiéndola para acelerar el rendimiento y cambiando dinámicamente las antenas que se usan y la dirección en la que se envía la señal para sortear los bloqueos ambientales (ver What 5G Will Be: Crazy Fast Wireless Tested in New York Ciudad ).
Mientras tanto, algunos experimentos se han orientado a impulsar aún más la tecnología 4G LTE existente. La tecnología puede, en teoría, entregar 75 megabits por segundo, aunque es menor en situaciones del mundo real. Pero algunas investigaciones sugieren que puede ir más rápido uniendo flujos de datos de varios canales inalámbricos (consulte LTE Advanced está preparado para recargar datos de teléfonos inteligentes).
Las investigaciones emergentes realizadas en Argos y en otros laboratorios inalámbricos ayudarán a definir un nuevo estándar de teléfono 5G. Independientemente de los detalles, es probable que incluya un mayor intercambio de espectro, más transmisores pequeños, nuevos protocolos y nuevos diseños de red. Introducir una tecnología inalámbrica completamente nueva es una tarea enorme, dice Marzetta.