Una de las soluciones que se han adoptado para aumentar la tasa de transmisión en comunicaciones inalábricas es el uso de MIMO (Multiple-input Multiple-output), es decir, el uso de receptores que utilizan un conjunto de antenas y, por tanto, receptores que combinados nos permiten aumentar la tasa de transmisión y recepción al aprovechar la dispersión de las ondas de radio y el fenómeno del multitrayecto. El estándar Wi-Fi 802.11n, por ejemplo, ha sido implementado con MIMO y, seguramente, todos hayamos visto routers, tarjetas de red Wi-Fi y puntos de acceso inalámbricos con múltiples antenas. Uno de los requisitos de diseño de múltiples dispositivos electrónicos es la reducción del tamaño y, claro está, el uso de MIMO es limitante porque encerrar múltiples antenas que deben guardar separaciones concretas entre sí no es una tarea sencilla. Con la idea de ofrecer las ventajas de MIMO en menos espacio y, además, simplificar la fabricación de dispositivos, la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) ha desarrollado una antena simple que ofrece las mismas prestaciones que un sistema MIMO con 2 antenas receptoras.

El trabajo de investigación es obra de Julien Perruisseau-Carrier junto a su equipo de la EPFL y la colaboración del Athens Information Technology (AIT), un equipo que ha plasmado en un artículo cómo es posible utilizar una única antena para emitir dos señales por separado emulando un sistema MIMO de dos antenas (algo que presentarán en el mes de julio en el Congreso de Antenas y Propagación que el IEEE celebra en la ciudad de Chicago).

¿Y por qué es importante simplificar el esquema de la antena? Básicamente, un sistema MIMO requiere la instalación de varios sistemas emisores y/o receptores (dependiendo si la diversidad se utiliza en transmisión, en recepción o en ambos), lo cual implica que las antenas estén separadas según una distancia concreta y, además, el conjunto resultante consuma mucha más potencia (mayor número de dispositivos a alimentar). Si a estos factores le sumamos el tamaño que puede resultar del dispositivo y las dificultades en su miniaturización, esta investigación puede ser más que interesante para muchos fabricantes de dispositivos.

La técnica desarrollada, denominada Beamspace MIMO (MIMO con haces separados), aprovecha uno de los parámetros característicos de las antenas: su patrón de radiación (una representación de la variación de la potencia de transmisión de una antena en base a la dirección de ésta). Salvo las antenas omnidireccionales, que radian por igual en todas las direcciones del espacio, las antenas directivas o direccionales concentran la mayor parte de la potencia en zonas localizadas del espacio, aprovechando este hecho, el equipo fue capaz de descomponer el patrón de radiación de la antena en dos lóbulos y aprovechar cada uno para el envío de un haz distinto.

Actualmente el equipo se encuentra trabajando con un prototipo bastante grande y, precisamente por eso, quieren continuar la investigación para desarrollar una antena que pudiese ser integrada en otros dispositivos, por ejemplo, un smartphone para así contribuir a una importante reducción del consumo y el tamaño sin perder calidad en la recepción (y por tanto velocidad de transmisión).

Imágenes: EPFL

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