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La telefonía móvil podrá emitir y recibir por el mismo canal, al mismo tiempo

Un sistema 'transceptor' permitirá también usar móviles que funcionen en todo el mundo


Científicos de Inglaterra han desarrrollado un sistema transceptor, es decir, transmisor-receptor, que utiliza el mismo canal para emitir que para recibir, y que además permite hacer ambas cosas 'full-duplex', es decir, al mismo tiempo, al eliminar las auto-interferencias. Eso permitirá reducir a la mitad el espectro necesario para las comunicaciones de telefonía móvil, por ejemplo, y producir móviles válidos en todo el mundo. Por Carlos Gómez Abajo.


Carlos Gómez Abajo
Carlos Gómez Abajo, redactor de Tendencias21, es máster en periodismo (El País-UAM), Experto en... Saber más del autor


El transceptor de Bristol, en la cámara anecoica (que absorbe las ondas electromagnéticas y acústicas). Imagen: Sam Duckerin. Fuente: Universidad de Bristol.
El transceptor de Bristol, en la cámara anecoica (que absorbe las ondas electromagnéticas y acústicas). Imagen: Sam Duckerin. Fuente: Universidad de Bristol.
Los sistemas de radio, tales como los teléfonos móviles y las conexiones inalámbricas de Internet, se han convertido en una parte integral de la vida moderna. Sin embargo, los dispositivos de hoy en día utilizan el doble del espectro radioeléctrico que es necesario.

La Universidad de Bristol (Reino Unido) está desarrollando una nueva tecnología que podría aumentar las tasas de transmisión de datos y la capacidad de la red, reducir el consumo de energía, crear dispositivos más baratos y permitir la itinerancia (roaming) mundial.

Un equipo del grupo de Sistemas de Comunicación y Redes de la Universidad ha desarrollado una nueva técnica que puede estimar y anular la interferencia de la propia transmisión, lo que permite que un dispositivo de radio pueda transmitir y recibir en el mismo canal, al mismo tiempo. Por tanto, utilizaría la mitad del espectro que la tecnología actual.

Leo Laughlin, un estudiante de doctorado, junto con el estudiante de máster Chunqing Zhang, los profesores Mark Beach y Kevin Morris, y el mentor industrial, John Haine de u-blox, han diseñado y construido una novedosa arquitectura de transceptor (transmisor-receptor) full-duplex, que combina el aislamiento del equilibrio eléctrico y la cancelación activa de radiofrecuencia.

Su prototipo puede suprimir la interferencia por un factor de más de 100 millones y utiliza pequeñas tecnologías de factor de forma de bajo coste, por lo que es muy adecuado para su uso en dispositivos móviles, como teléfonos inteligentes y tabletas.

Beneficios

Este cambio importante en el diseño de la radiofrecuencia podría ofrecer una serie de beneficios. En los sistemas Wi-Fi esto doblaría la capacidad de un punto de acceso Wi-Fi, permitiendo acceso a más usuarios y mayores velocidades de datos. Para los sistemas celulares, la operación full-duplex también proporcionaría un aumento de las tasas de capacidad y de datos, o, alternativamente, los operadores de red podría proporcionar la misma capacidad total de la red con menos infraestructura, provocando evidentes beneficios en el coste y el impacto ambiental del funcionamiento de la red.

Leo Laughlin explica en la nota de prensa de la universidad: "Hasta ahora ha sido un problema no resuelto fundamental en la comunicación por radio. Dado que el espectro radioeléctrico es un recurso limitado, y que los operadores de redes pagan miles de millones para tener acceso al espectro, la solución de este problema nos traería un paso más cerca de dispositivos más rápidos, más baratos y más ecológicos en nuestro futuro conectado".

'Roaming' mundial

Además de ser parte de la evolución a 5G móvil, esta investigación también es muy relevante para el diseño de la circuitería de radio en dispositivos móviles 3G y 4G actuales.

En los dispositivos móviles de hoy en día, se requiere un componente de filtrado separado para cada banda de frecuencia, y debido a esto, los móviles no son compatibles con todos los canales de frecuencia que se usan en todo el mundo. Se fabrican diferentes dispositivos para las diferentes regiones del mundo, y actualmente no hay teléfonos 4G capaces de proporcionar itinerancia mundial sin restricciones.

Sustituyendo estos filtros con el circuito de impresión a doble cara del equipo de Bristol crearía dispositivos más pequeños y más baratos, y permitiría a los fabricantes producir un único modelo para el mundo entero. Esto permitiría la itinerancia mundial en 4G y disminuiría aún más el coste a través de mayores economías de escala.

El equipo ha publicado sendos artículos sobre sus investigaciones en IEEE Journal on Selected Areas in Communications (especial radio full duplex) y en IEEE Communications Magazine.

Transceptores

Un transceptor es un dispositivo que cuenta con un transmisor y un receptor que comparten parte de la circuitería o se encuentran dentro de la misma caja

Cuando el transmisor y el receptor no tienen en común partes del circuito electrónico se conoce como transmisor-receptor. El término fue acuñado a principios de la década de 1920.

Dado que determinados elementos del circuito se utilizan tanto para la transmisión como para la recepción, la comunicación que provee un transceptor normalmente solo puede ser semidúplex, lo que significa que pueden enviarse señales en ambos sentidos, pero no simultáneamente. La novedad del nuevo dispositivo es que permite enviar y recibir al mismo tiempo, al eliminar la auto-interferencia. Otros dispositivos similares son los transpondedores, los transvertidores y los repetidores.

Referencias bibliográficas:

Leo Laughlin, Mark A. Beach, Kevin A. Morris, John L. Haine: Electrical balance duplexing for small form factor realization of in-band full duplex. IEEE Communications Magazine (2015). DOI: 10.1109/MCOM.2015.7105648.

Leo Laughlin, Mark A. Beach, Kevin A. Morris y John L. Haine: Optimum single antenna full duplex using hybrid junctions. IEEE Journal on Selected Areas in Communications (2014). DOI: 10.1109/JSAC.2014.2330191.


Lunes, 25 de Mayo 2015
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