Investigadores prueban superficies inteligentes para mejorar la comunicación inalámbrica y la localización

Le ha pasado a cualquiera que tenga un teléfono celular: llamadas caídas o estancamiento porque de repente no hay servicio disponible. O peor aún, el pin de ubicación cae en la aplicación de navegación.

Los investigadores de UBC Okanagan están buscando formas de mejorar la conectividad de los teléfonos celulares y las capacidades de localización mediante el examen de superficies «inteligentes» que pueden rebotar señales desde una torre a los clientes para mejorar el enlace. Una superficie inteligente consiste en instalar elementos reflectantes en ventanas o paneles de edificios en entornos urbanos densos.

El objetivo, dice el Dr. Anas Chaaban, es mejorar los servicios inalámbricos para millones de canadienses. Actualmente, dice, hay más de 12.000 torres de antenas inalámbricas. Y, sin embargo, la falta de servicio celular es un problema común.

«El uso cada vez mayor de tecnologías móviles en todo el mundo requiere una investigación que desbloquee nuevos enfoques potenciales dentro de nuestra infraestructura existente», dice el Dr. Chaaban, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería de UBC Okanagan. «Aunque las torres de telefonía celular se alinean en los techos de las principales ciudades y manejan el tráfico de datos y teléfono de millones de canadienses cada día, todavía hay brechas en el servicio».

El Dr. Chaaban y su equipo en el Laboratorio de Teoría de la Comunicación de UBCO han desarrollado esquemas de transmisión que incorporarían superficies inteligentes reconfigurables (superficies inteligentes) en los centros urbanos para servir como reflectores dentro de las redes inalámbricas existentes.

Una superficie inteligente reconfigurable (RIS) es un panel de muchos elementos reflectantes individuales, cada uno de los cuales puede modificar una señal entrante y reflejarla. Esta modificación se puede controlar con una señal eléctrica, lo que permite que el RIS mejore la conexión o genere señales útiles para localizar a los usuarios en la red.

Los investigadores desarrollaron un nuevo sistema de localización en el que un RIS puede funcionar como un satélite para mejorar la precisión. Al hacer que una superficie sea inteligente, puede rebotar señales a teléfonos celulares que, a su vez, pueden usar estas señales para generar una estimación precisa de la ubicación, dice. Una estimación precisa de la ubicación no solo es útil para los servicios de ubicación, sino también para mejorar la transmisión desde la torre al teléfono utilizando esquemas optimizados de transmisión consciente de la ubicación que también aprovechan el RIS.

«Los usuarios nunca esperan que se corte una llamada, y también esperan velocidades de datos ultrarrápidas», dice. «Pero para lograr esto, las redes requieren una actualización constante».

Los investigadores probaron su teoría utilizando múltiples RIS modulados que permiten la localización simultánea de múltiples usuarios con baja complejidad para cada RIS. También desarrollaron y probaron esquemas de transmisión habilitados para RIS que superan los esquemas existentes.

«Simulamos el protocolo de localización propuesto y demostramos su eficacia en un escenario de cañón urbano de microcélulas como ejemplo», explica. «Y el protocolo funciona para múltiples usuarios simultáneamente. Incluso en áreas con servicio intermitente, los datos pueden compartirse y los usuarios pueden ubicarse y disfrutar de una conexión confiable».

El Dr. Chaaban y su equipo han publicado varios artículos sobre este trabajo, que aparecen en el Cartas de comunicaciones de IEEE, IEEE Open Journal de la Sociedad de Comunicacionesy Transacciones IEEE en comunicaciones inalámbricas.