La nueva tecnología que podría duplicar la eficiencia del espectro inalámbrico

No es ningún secreto que el espectro de frecuencia inalámbrico se está convirtiendo en un producto valioso. A medida que millones y millones de usuarios han cambiado de simples teléfonos celulares a nuevos teléfonos inteligentes y tabletas que transportan datos, así como voz, las demandas de los sistemas inalámbricos 3G y 4G han ido en aumento, lo que lleva a lo que algunos llaman " crisis del espectro ", que los expertos predicen que podría dejar la demanda superando la capacidad actual relativamente pronto (vea este artículo y la infografía de Mashable)

Pero en medio de informes de agencias gubernamentales y empresas privadas que están creando sus propias piezas de un espectro inalámbrico más poblado, también hay nuevos informes de algunas tecnologías que podrían terminar librándonos de una crisis de espectro al reinventar cómo los dispositivos inalámbricos transmiten y reciben señales . Esto es lo que puede ser un gran contendiente para prevenir o resolver una crisis de espectro.

Transmisión de señales de dúplex completo y transmisión de dominio de tiempo

Un comunicado de 2012 de la Universidad de California, Riverside (UCR) informó que sus profesores de ingeniería y estudiantes de posgrado están desarrollando teorías sobre el uso del espectro con mucho potencial para solucionar algunos problemas de espectro de los proveedores de telecomunicaciones. Más específicamente, los investigadores de UCR creen que los sistemas de radio full-duplex podrían permitir que los dispositivos actuales funcionen en la mitad del espectro inalámbrico que necesitan actualmente.

La idea básica es que, si bien los teléfonos móviles y los dispositivos móviles actuales usan dos canales separados para transmitir y recibir señales, es posible combinar ambas señales en un canal a través de un proceso que los investigadores de UCR llaman formación de haz de transmisión en el dominio del tiempo (TDTB). Los profesores Yingbo Hua y Ping Liang han estado trabajando en el tema de cómo implementar estas nuevas tecnologías full-duplex y se han comunicado con algunos de los principales proveedores de telecomunicaciones para hablar sobre el potencial para renovar las torres y redes celulares. Hua también respondió a nuestras preguntas básicas sobre el potencial de esta nueva tecnología.

Cómo funciona Full Duplex

Las metodologías reales para mover los dos canales de comunicación separados en uno están fuertemente encubiertas en la jerga de la industria de la ingeniería (un documento de investigación completo está disponible aquí). Esencialmente, los métodos de Hua y Liang tratan con lo que se llama cancelación de autointerferencia (SIC), donde una transmisión de radio full-duplex causa una fuerte interferencia de señal que puede ahogar las señales entrantes más débiles.

La formación de haz de transmisión en el dominio del tiempo puede implicar la creación de una herramienta digital para el front-end de radiofrecuencia que puede ayudar a un dispositivo a "escuchar" las señales más débiles al minimizar la cancelación de autointerferencia. En respuestas a preguntas sobre esta nueva tecnología en diciembre de 2012, el equipo de UCR habla sobre encontrar una "ventana de silencio similar a una aguja" en incrementos, para trabajar en la autointerferencia en tiempo real.

Puede parecer que las compañías de telecomunicaciones aprovecharían esta oportunidad para liberar mucho más espectro inalámbrico y abrir las compuertas para usuarios adicionales, pero en realidad, la adopción de esta tecnología podría implicar costosas revisiones. Cuando se le preguntó sobre las mayores barreras actuales para la implementación dúplex completo, Hua dijo que la implementación real de hardware ocupa el número 1.

Esfuerzos gubernamentales para maximizar el espectro inalámbrico

Al mismo tiempo que se publican las noticias sobre la tecnología full-duplex, la administración Obama está aportando su propia solución a la crisis del espectro. Un memorando oficial de la Casa Blanca de junio de 2013 muestra que la Casa Blanca está pidiendo a las agencias federales que observen las partes no utilizadas de su espectro inalámbrico asignado que podrían compartirse con el sector privado. También se formó un grupo de trabajo del Equipo de Política del espectro y se le dieron seis meses para investigar incentivos y posibilidades en torno a este tipo de intercambio. Mientras tanto, la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) también está buscando la posibilidad de una subasta de partes del espectro comercial.

¿Son los esfuerzos del gobierno y las nuevas investigaciones mutuamente excluyentes? No según los ingenieros.

"Si hay más espectro disponible", dijo Hua, "la formación de haces en el dominio del tiempo también puede duplicar la eficiencia del uso del nuevo espectro".

Las compañías de telecomunicaciones están de acuerdo. Informes como este de CNNMoney muestran cómo los grandes proveedores inalámbricos están evaluando una variedad de opciones para aliviar la escasez de espectro, mientras que los informes del año pasado muestran que AT&T y otras compañías ya están estableciendo infraestructura adicional de "células pequeñas" como una solución provisional.

¿Decidirá el mercado?

Luego está la idea de desconectar a más usuarios de las redes inalámbricas. Si bien la crisis del espectro, que sin duda es una gran noticia, parece ser solo otro ejemplo de una evolución del consumidor que se ha vuelto insostenible (¿pico de petróleo, alguien?), Algunos tipos de libre mercado podrían sugerir que dejar que la demanda y la oferta funcionen su magia podría resolver el problema "naturalmente" Después de todo, transmitir películas en un teléfono inteligente no es un servicio tan vital como el transporte o la atención médica; es algo realmente electivo, un nuevo lujo tecnológico … aunque algunos nuevos padres podrían pedir diferencias. Independientemente del historial rotundamente malo de la economía de libre mercado en las últimas décadas, la falta de capacidad de red disponible para todos esos videos de YouTube y Netflix parece un problema hecho a medida para una "solución de precios". Eso significa que todos deberíamos preguntarnos cuánto estamos dispuestos a pagar por un plan de datos completo. (Descubra cómo ahorrar en su plan actual en Cómo detener los excesos en su plan de datos).

Aunque algunas tecnologías que podrían abrir el espectro inalámbrico están muy lejos, tenga la seguridad de que algunos de los mejores ingenieros están trabajando en la consolidación y eficiencia del espectro. También parece que las soluciones de diseño, en lugar de las soluciones gubernamentales o de mercado, pueden estar a la vuelta de la esquina.