Imagen del prototipo con las cuatro antenas.
En teoría, las redes inalámbricas pueden transferir sólo una cantidad limitada de información. Investigadores del ETH Zurich han demostrado que estos límites de las redes W-LAN (red de área local inalámbrica) convencionales pueden ser superados significativamente y han desarrollado un sistema experimental con cuatro antenas basándose en la tecnología MIMO. Esta investigación se enmarca dentro del proyecto europeo “Mascot”.
La tecnología MIMO (Multiple Input Multiple Output) fue ideada por dos profesores de Stanford en los años 90 y mediante ella pusieron de manifiesto que, en teoría, es posible transferir más información vía wireless de lo que se había supuesto hasta ese momento. La tecnología MIMO significa en términos concretos que las comunicaciones no se realizan entre un único transmisor y único receptor. Por el contrario, varias antenas pueden emitir varios mensajes de manera simultánea y en el mismo canal de frecuencia. El equipo del receptor, por su parte, también tiene varias antenas que puede usar para recuperar la información original a partir de señales solapadas mediante un sofisticado sistema de procesado de señales.
El sistema de múltiples antenas del MIMO permite que cada antena ajuste de forma dinámica la recepción y la emisión de datos, maximizando el alcance de la misma. Además de aumentar el alcance de la red y evitar interferencias, el MIMO también permite menos perdida de velocidad a largas distancias.
Desde que la teoría de la transmisión de la información fuera formulada hace sesenta años es sabido que la cantidad de información que puede ser transferida dentro de una frecuencia de banda definida vía wireless es limitada. Lo cierto es que se ha llevado al límite esta ley física. Si nos fijamos con detenimiento en la cantidad de datos que intercambiamos a través de redes de telefonía móvil, por ejemplo, no cabe duda de que los ingenieros han hecho un buen trabajo, pese a esa limitación. Aún así, no han dejado de buscar nuevas maneras para transferir incluso más información.
Un hito
Las tecnología MIMO significó un hito en esta carrera. MIMO es como una conversación con varias personas hablando a otras tantas al mismo tiempo. La primera sensación es que cada persona sólo es capaz de captar un incomprensible murmullo de voces. Cada persona oye un sonido diferente porque las ondas de sonido están dispersas por la habitación, lo que crea un efecto de interferencia. Si cada una de esas personas combina con el resto lo que están oyendo, se podrá filtrar el mensaje original de ese murmullo y entender lo que se está diciendo.
La clave del proyecto era desarrollar un método eficaz para descodificar las señales. Los investigadores se dieron pronto cuenta de que se encontrarían con varios problemas, el principal de los cuales es que cuantas más antenas tuviera el sistema más datos se podrían transmitir, pero también sería mucho más laborioso descodificar toda esa información.
“Hace cuatro años, ya pudimos mostrar al mundo que un sistema MIMO podía funcionar con cuatro transmisores. Habíamos conseguido un conocimiento considerablemente mejor de sus principios teóricos, lo que nos ha permitido desarrollar algoritmos de decodificación muy potentes y eficientes. Estos hallazgos allanaron el camino para la construcción de receptores compactos que se han podido instalar ya en ordenadores portátiles y estaciones W-LAN”, comenta Bölcskei en un comunicado.
Cuatro veces más espectro
Ahora, sin embargo, han dado un paso más. La configuración del nuevo sistema con cuatro antenas es único en el mundo, según comentan sus creadores, y podrá ser usado para desarrollar nuevas ideas. Con este sistema experimental han conseguido una utilización del espectro cuatro veces mayor que el se consigue actualmente con las redes W-LAN convencionales. Es decir, se ha pasado de 54 a 216 megabits (Mbps por segundo (un Mbps equivale a un millón de bits -o 1.000 kbit- transferidos por segundo).
Los responsables de esta investigación están convencidos de que la tecnología MIMO es el futuro porque la industria está actualmente comprometida en definir los estándares para tales redes. Sorprende, sin embargo, que sólo unas cuantas compañías de telecomunicación estén activas en este campo.
Este paso ha generado nuevas preguntas y dudas para implementar la tecnología. Desarrollar algo en el laboratorio es un cosa, pero incorporar ese desarrollo a productos comercializables es otra cosa muy distinta. Todavía tiene que pasar tiempo para que se pueda incorporar esta tecnología en, por ejemplo, un teléfono móvil.
La tecnología MIMO (Multiple Input Multiple Output) fue ideada por dos profesores de Stanford en los años 90 y mediante ella pusieron de manifiesto que, en teoría, es posible transferir más información vía wireless de lo que se había supuesto hasta ese momento. La tecnología MIMO significa en términos concretos que las comunicaciones no se realizan entre un único transmisor y único receptor. Por el contrario, varias antenas pueden emitir varios mensajes de manera simultánea y en el mismo canal de frecuencia. El equipo del receptor, por su parte, también tiene varias antenas que puede usar para recuperar la información original a partir de señales solapadas mediante un sofisticado sistema de procesado de señales.
El sistema de múltiples antenas del MIMO permite que cada antena ajuste de forma dinámica la recepción y la emisión de datos, maximizando el alcance de la misma. Además de aumentar el alcance de la red y evitar interferencias, el MIMO también permite menos perdida de velocidad a largas distancias.
Desde que la teoría de la transmisión de la información fuera formulada hace sesenta años es sabido que la cantidad de información que puede ser transferida dentro de una frecuencia de banda definida vía wireless es limitada. Lo cierto es que se ha llevado al límite esta ley física. Si nos fijamos con detenimiento en la cantidad de datos que intercambiamos a través de redes de telefonía móvil, por ejemplo, no cabe duda de que los ingenieros han hecho un buen trabajo, pese a esa limitación. Aún así, no han dejado de buscar nuevas maneras para transferir incluso más información.
Un hito
Las tecnología MIMO significó un hito en esta carrera. MIMO es como una conversación con varias personas hablando a otras tantas al mismo tiempo. La primera sensación es que cada persona sólo es capaz de captar un incomprensible murmullo de voces. Cada persona oye un sonido diferente porque las ondas de sonido están dispersas por la habitación, lo que crea un efecto de interferencia. Si cada una de esas personas combina con el resto lo que están oyendo, se podrá filtrar el mensaje original de ese murmullo y entender lo que se está diciendo.
La clave del proyecto era desarrollar un método eficaz para descodificar las señales. Los investigadores se dieron pronto cuenta de que se encontrarían con varios problemas, el principal de los cuales es que cuantas más antenas tuviera el sistema más datos se podrían transmitir, pero también sería mucho más laborioso descodificar toda esa información.
“Hace cuatro años, ya pudimos mostrar al mundo que un sistema MIMO podía funcionar con cuatro transmisores. Habíamos conseguido un conocimiento considerablemente mejor de sus principios teóricos, lo que nos ha permitido desarrollar algoritmos de decodificación muy potentes y eficientes. Estos hallazgos allanaron el camino para la construcción de receptores compactos que se han podido instalar ya en ordenadores portátiles y estaciones W-LAN”, comenta Bölcskei en un comunicado.
Cuatro veces más espectro
Ahora, sin embargo, han dado un paso más. La configuración del nuevo sistema con cuatro antenas es único en el mundo, según comentan sus creadores, y podrá ser usado para desarrollar nuevas ideas. Con este sistema experimental han conseguido una utilización del espectro cuatro veces mayor que el se consigue actualmente con las redes W-LAN convencionales. Es decir, se ha pasado de 54 a 216 megabits (Mbps por segundo (un Mbps equivale a un millón de bits -o 1.000 kbit- transferidos por segundo).
Los responsables de esta investigación están convencidos de que la tecnología MIMO es el futuro porque la industria está actualmente comprometida en definir los estándares para tales redes. Sorprende, sin embargo, que sólo unas cuantas compañías de telecomunicación estén activas en este campo.
Este paso ha generado nuevas preguntas y dudas para implementar la tecnología. Desarrollar algo en el laboratorio es un cosa, pero incorporar ese desarrollo a productos comercializables es otra cosa muy distinta. Todavía tiene que pasar tiempo para que se pueda incorporar esta tecnología en, por ejemplo, un teléfono móvil.