El grupo de investigadores del departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC) de la Universitat Pompeu Fabra (UPF) y del IoT Lab, ambos ubicados en Barcelona, en colaboración con la Queen’s University de Belfast (Reino Unido), han presentado un nuevo diseño de comunicación que mejora la conectividad inalámbrica de banda ancha.
Las actuales redes inalámbricas, por ejemplo, wifi, LTE-Advanced, etc., funcionan por la banda inferior del espectro de radio, por debajo de 6 GHz. Los expertos advierten que pronto esta banda se congestionará debido al crecimiento del tráfico de datos.
Bajo este contexto, la comunicación a través de la banda terahertz (THz) (0,1-10 THz) se ve como una opción necesaria para las redes 6G, debido a la gran cantidad de espectro disponible en estas frecuencias.
A pesar del potencial de los enlaces inalámbricos en la banda de THz para conseguir anchos de banda de terabits por segundo, las señales THz sufren graves pérdidas de propagación debido a su corta longitud de onda. Sin embargo, el uso de múltiples antenas de transmisión y recepción siguiendo técnicas Massive Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) permite compensar estas pérdidas, a la vez que se amplía el rango de comunicación mediante la conformación de haces o Beam Forming.
La conformación de haces consiste básicamente en concentrar y dirigir la señal electromagnética radiada de manera óptima entre el emisor y el receptor. Para poder utilizar la conformación de haces, hay que conocer de manera precisa el canal entre el emisor y el receptor, motivo por el que existen diferentes técnicas de estimación del mismo.
Nuevo diseño del estimador de canal
Konstantinos Dovelos, investigador de UPF y primer autor del artículo publicado en el IEEE Journal on Selected Areas in Communications (JSAC), explica que han mostrado que «cuando el tiempo de propagación de la señal entre las propias antenas del transmisor excede el tiempo de símbolo de los datos a enviar, la respuesta del conjunto de antenas deja de ser homogénea”. Y añade que este aspecto hace que las señales sean ineficaces para ser empleadas en la banda de THz, “lo que nuestra propuesta resuelve ajustando estos retrasos de manera controlada».
Los investigadores han desarrollado un diseño del estimador de canal, cuyo transmisor puede obtener información fiable sobre el estado del canal con un coste de estimación bajo, al tiempo que minimiza el impacto sobre la ganancia en capacidad del enlace.
Los resultados numéricos obtenidos en este trabajo muestran las ganancias de rendimiento que ofrece el diseño propuesto por estos investigadores en comparación con el uso de técnicas desarrolladas sin tener en cuenta las características esenciales de la banda de THz, abriendo camino para el logro de velocidades de multi-Gbps a distancias de varios metros.