Foto: Un conjunto experimental de 96 antenas inalámbricas en la Universidad de Rice reprsenta el último esfuerzo por superar la tecnología 4G actual.

Aunque los operadores móviles mundiales aún están instalando la última infraestructura inalámbrica, conocida como 4G LTE, un nuevo aparato compuesto por 96 antenas que está tomando forma en un laboratorio de la Universidad de Rice en Texas (EEUU), podría servir para definir la próxima generación de tecnología inalámbrica.

La antena de Rice, bautizada como Argos, representa la mayor antena de este tipo construida y servirá como campo de pruebas para un concepto conocido como "MIMO Masivo".

MIMO, que son las siglas en inglés de "input múltiple, output múltiple", es una técnica de redes inalámbricas cuyo objetivo es trasferir datos con mayor eficiencia haciendo que varias antenas trabajen juntas para aprovechar un fenómeno natural que se da cuando las señales se ven reflejadas camino de un receptor. El fenómeno, conocido como multicamino, puede producir interferencias, pero MIMO altera los tiempos de las transmisiones para aumentar el rendimiento usando las señales reflejadas.

El MIMO ya se usa en el estándar 4G LTE y en la última versión de wifi, llamada 802.11ac; pero suele implicar a solo un puñado de antenas emisoras y receptoras. El MIMO Masivo amplía este usando decenas, incluso centeneras de antenas. Aumenta la capacidad aún más al centrar las señales eficazmente sobre usuarios individuales, permitiendo el envío de numerosas señales a través de la misma frecuencia en el mismo momento. De hecho, una versión anterior de Argos, con 64 antenas, demostró que la capacidad de red se podía potenciar por un factor de 10 y más.

"Si tienes más antenas, puedes servir a más usuarios", afirma el profesor asociado de informática de la Universidad de Rice y codirector del proyecto, Lin Zhong. Y la arquitectura permite escalarlo fácilmente a cientos, incluso miles, de antenas, sostiene.

El MIMO Masivo requiere más potencia de procesado porque las estaciones base dirigen las señales de radio de forma más dirigida a los teléfonos que deben recibirlas, lo que a su vez exige computación extra. Las pruebas con Argos tienen como objetivo comprobar qué beneficio se puede obtener en el mundo real. Unos procesadores distribuidos por todo el montaje permiten probar distintas configuraciones de red, entre ellas cómo funcionaría junto a un tipo emergente de estaciones base, conocidas como células pequeñas, que sirven a zonas pequeñas.

"El MIMO Masivo es un proyecto interesante desde el punto de vista intelectual", afirma el director del centro de investigación inalámbrica de la Universidad Politécnica de Virginia (EEUU), Jeff Reed. "Queremos saber cómo de escalable es MIMO, de cuántas antenas nos podemos beneficiar. Estos proyectos intentan responder a esas preguntas.

Un enfoque alternativo o quizá complementario al futuro estándar 5G usaría frecuencias extremadamente altas, de alrededor de 28 gigahercios. Las longitudes de onda en estas frecuencia son aproximadamente de dos órdenes de magnitud menores que las frecuencias que transmiten las comunicaciones móviles actuales, lo que permite meter más antenas en el mismo espacio, por ejemplo dentro de un smartphone. Pero dado que los edificios e incluso las plantas o la lluvia bloquean fácilmente las señales de 28 gigahercios, siempre se han considerado inutilizables salvo en el caso de aplicaciones especiales en las que hay una línea de visión entre las partes.

Pero Samsung y la Universidad de Nueva York (EEUU) han colaborado para resolver esto, usando también series de antenas múltiples. Envían la misma señal a través de 64 antenas, dividiéndola para acelerar el rendimiento y cambiando dinámicamente qué antenas se usan y la dirección en que se envía la señal para superar los bloqueos del entorno (ver "El futuro del 5G: una red inalámbrica de velocidad increíble se pone a prueba").

Mientras tanto, se han llevado a cabo algunos experimentos para llevar la tecnología 4G LTE existente más allá. En teoría esta tecnología puede dar 75 megabits por segundo, aunque en situaciones reales esa cifra es menor. Pero hay investigaciones que sugieren que puede ir más rápido uniendo flujos de datos de varios canales inalámbricos (ver "Datos ultrarrápidos en tu 'smartphone' gracias a la tecnología LTE-Advanced").

Las investigaciones emergentes hechas en Argos y en otros laboratorios de investigación en tecnologías inalámbricas, servirán para definir un nuevo estándar telefónico 5G. Sean cuales sean sus características, es probable que incluya compartir más el espectro, más transmisores pequeños, nuevos protocolos y nuevos diseños de redes. "Introducir una tecnología inalámbrica completamente nueva es una tarea ingente", afirma Marzetta.