Ahora que una marea cada vez mayor de datos procedentes de teléfonos inteligentes amenaza con ahogar el espectro, un comité de expertos de la Casa Blanca está a punto de sugerir que las operadoras móviles y los laboratorios de investigación redoblen sus esfuerzos a la hora de usar la computación para averiguar cómo usar el espectro de forma mucho más eficaz.

Esto requerirá, entre otras cosas, las llamadas radios 'cognitivas', que detectan bandas de radio que no están en uso y son capaces de mover de una a otra frecuencia grandes cargas de datos sin interrupción.

Una start-up de Nueva Jersey (Estados Unidos) ha creado la radio cognitiva más rápida que se conoce. Funciona en el espectro más amplio posible y forma parte de un conjunto de tecnologías mejoradas que son cruciales para poder comercializar la tecnología y evitar la sobrecarga de la red.

El aparato en cuestión se llama CogRadio y lo fabrica la empresa de ingeniería Radio Technology Systems de Ocean Grove, en Nueva Jersey. Este dispositivo es capaz de cambiar de frecuencias a una velocidad que lo haría imperceptible, por ejemplo, a los ojos de un telespectador, y en la cantidad suficiente para que cualquier investigación llevada a cabo en él, o cualquier software escrito para él, sea aplicable en aparatos comerciales reales en el futuro.

“Es la radio de banda ancha más útil y versátil a la que ha tenido acceso la comunidad investigadora”, afirma Dipankar Raychaudhuri, director de Winlab, el laboratorio de investigación inalámbrica de la Universidad Rutgers (EE.UU.) donde se codesarrolló la tecnología. Los modelos actuales de radios cognitivas no tienen capacidad para cambiar lo suficientemente rápido de frecuencia y tienen una capacidad limitada de espectro y de transmisión de datos. “En la actualidad es la mejor radio cognitiva experimental que existe y es clave porque toda la comunidad está preparada para probar y desplegar este tipo de tecnología”, asegura Raychaudhuri.

El aparato es el primero capaz de operar de 100 megahercios a 7,5 gigahercios, es decir, desde AM y FM hasta televisión, wifi y frecuencias móviles. También puede detectar el espectro disponible y cambiar de frecuencia en 50 microsegundos y en algunos casos incluso en un microsegundo. Ésta es una velocidad récord, según Peter Woliansky, alumno de Bell Labs que fabricó el aparato y fundó la start-up que hay detrás.

Además, es capaz de gestionar 400 megabits de datos por segundo, unas ocho veces más de lo que maneja un sistema de wifi doméstico convencional. Con esta velocidad –y puesto que puede mandarlos en distintas frecuencias al mismo tiempo- podría despachar 20 películas en alta definición a la vez.

A largo plazo, las tecnologías inalámbricas comerciales que usen estas características podrían permitir más servicios. Además, según vayan entrando nuevas tecnologías inalámbricas en un campo dominado por varios operadores grandes, se creará una competencia que bajará los costes para el consumidor medio.

El aparato cuesta cerca de 6.000 dólares (unos 4.700 euros), pero es más barato que los modelos existentes. Cuando sigan bajando los precios, este tipo de aparatos estará disponible para una mayor cantidad de desarrolladores de código y no solo para los laboratorios pudientes. “Para quienes estudian la tecnología inalámbrica, construir la radio y conseguir que funcione es absurdamente difícil”, afirma Woliansky.

Una de las funciones de CogRadio será la de servir como campo de pruebas para los esfuerzos investigadores que realiza la Fundación Nacional de la Ciencia (EE.UU.) para construir una Internet 'móvil-céntrica', un proyecto con sede en el laboratorio de Raychaudhuri. En esta Internet las comunicaciones de radio y los teléfonos inteligentes se ven como el principal vehículo de acceso a la red.

CogRadio también se usará en una de las primeras pruebas al aire libre de radios cognitivas, que se lleva a cabo en la Universidad de Colorado, en Boulder (EE.UU.), donde se  desarrolló su software. (Hasta ahora las investigaciones con radios cognitivas se han llevado a cabo en laboratorios protegidos, por el potencial de interferencias peligrosas, pero la Comisión Federal de las Comunicaciones de Estados unidos –FFC, por sus siglas en inglés- ha empezado a conceder permisos para pruebas externas para promover la investigación).

Algunos investigadores en Virginia Tech (EE.UU.) usarán los aparatos para desarrollar una nueva generación de radios de banda ancha de alta velocidad para policía, bomberos y emergencias que incluye acceso a vídeo e Internet.

La tecnología de la radio cognitiva podría dar lugar a toda una serie de servicios nuevos. Por ejemplo podría conducir llamadas móviles hacia señales wifi –algo que ya se hace hoy usando pequeñas estaciones base inalámbricas llamadas microcélulas- pero además evitaría tener que usar fibra para enviar la señal fuera a Internet. y en lugar de eso, usaría el espectro de televisión disponible en la gama de los 400 megahercios.

En todos estos proyectos, el gran reto es la alta velocidad de cambio y el elevado ancho de banda, ambas cosas bastante difíciles con el hardware de las radios. “Quieres saltar por el espectro de radio lo más rápido posible y lo más lejos posible y, cuando aterrizas en alguna parte, quieres conseguir la mayor cantidad de espectro posible y meterlo y sacarlo de la radio. Conseguir todo esto supone un reto”, afirma Chip Elliot, director del proyecto de radio cognitiva de la Fundación Nacional de la Ciencia en BBN, en Cambridge, Massachusetts (EE.UU.). “Esta radio es perfecta para cosas así”.

Algún día, los teléfonos inteligentes del futuro y otros aparatos incorporarán parte de este tipo de tecnologías. “Este es un hito para la creación de radios cognitivas de alto rendimiento útiles, pero la industria aún tiene mucho trabajo por hacer en el diseño de chips, interfaces y muchas otras cosas”, afirma Raychaudhuri. Otras empresas y grupos de investigación trabajan en desarrollar radios cognitivas mejores y más baratas.

El campo se anima ahora que crecen las exigencias a las redes móviles. Bell Labs calcula que el tráfico de datos móviles crecerá en un factor de 25 para 2016 y Cisco afirma que se multiplicará por 18 para ese año. Con la FCC dejando claro que el espectro existente se acabará para el año que viene, harán falta nuevas tecnologías. 

El informe de la Casa Blanca está coescrito por Eric Schmidt, presidente de Google, y otros, entre ellos Craig Mundie, director de investigación y estrategia en Microsoft. El presidente de la FCC, Julius Genachowski, también ha presionado a la industria para que desarrolle tecnologías inteligentes para compartir el espectro.