A medida que el Wi-Fi se implemente m\u00e1s ampliamente en las ciudades, y quiz\u00e1s a frecuencias m\u00e1s altas, puede depender de un activo urbano abundante: los postes de alumbrado p\u00fablico. Para ayudar a garantizar que estas redes funcionen bien, los investigadores del Instituto Nacional de Est\u00e1ndares y Tecnolog\u00eda (NIST, por sus siglas en ingl\u00e9s) han desarrollado y verificado un modelo novedoso que ayudar\u00e1 a los proveedores de comunicaciones inal\u00e1mbricas a analizar qu\u00e9 tan alto conectar el equipo Wi-Fi a los postes de luz.<\/p>\n\n\n\n
En general, el equipo del NIST descubri\u00f3 que la altura \u00f3ptima depende de la frecuencia de transmisi\u00f3n y el dise\u00f1o de la antena. La conexi\u00f3n de equipos a alturas m\u00e1s bajas de alrededor de 4 metros es mejor para los sistemas inal\u00e1mbricos tradicionales con antenas omnidireccionales, mientras que las ubicaciones m\u00e1s altas de 6 o 9 metros son mejores para los sistemas m\u00e1s recientes, como 5G, que utilizan frecuencias de ondas milim\u00e9tricas m\u00e1s altas y antenas de haz estrecho.<\/p>\n\n\n\n
Un grupo internacional, Telecom Infra Project, est\u00e1 promoviendo la idea de hacer que Wi-Fi est\u00e9 disponible en la banda de frecuencia sin licencia de 60 gigahercios (GHz) mediante la instalaci\u00f3n de puntos de acceso en postes de luz. Un desaf\u00edo t\u00e9cnico es que las se\u00f1ales en esta banda, que son m\u00e1s altas que las frecuencias de los tel\u00e9fonos celulares tradicionales, son escasas y tienden a dispersarse en superficies irregulares.<\/p>\n\n\n\n
Hasta ahora, las mediciones de canales urbanos de 60 GHz han producido datos limitados. NIST desarroll\u00f3 un modelo de canal para rastrear transmisiones que reconoce las caracter\u00edsticas dispersas y dispersas de estas se\u00f1ales y utiliza un algoritmo novedoso para analizar las rutas medidas que se extiende m\u00e1s all\u00e1 de los par\u00e1metros habituales de retrasos y \u00e1ngulos de se\u00f1al para incluir ubicaciones de receptores. La precisi\u00f3n de predicci\u00f3n del modelo es comparable a la de m\u00e9todos m\u00e1s complicados.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores del NIST viajaron al centro de Boulder, Colorado, para probar su modelo con las mediciones reales del canal. Las mediciones se registraron a alturas de antena de 4, 6 y 9 metros para investigar las ventajas y desventajas. El modelo coincid\u00eda muy bien con las medidas del mundo real.<\/p>\n\n\n\n
“Verificamos el modelo que desarrollamos y usamos medidas del centro de la ciudad para probar este punto a\u00fan m\u00e1s”, dijo Derek Caudill, un ingeniero electr\u00f3nico que trabaj\u00f3 en el proyecto en el NIST. “Este trabajo muestra que al usar nuestro modelo, alguien como un proveedor de telefon\u00eda celular puede tener en cuenta varias ventajas y desventajas de los puntos de acceso y se\u00f1ales de 60 GHz en postes de luz en entornos urbanos”.<\/p>\n\n\n\n
El equipo us\u00f3 un equipo NIST personalizado llamado sonda de canal, con un transmisor estacionario montado en un m\u00e1stil y un receptor m\u00f3vil en el techo de una camioneta. El transmisor y el receptor est\u00e1n rematados con una matriz de antenas conmutadas electr\u00f3nicamente con patrones de radiaci\u00f3n 3D definidos. La sonda puede medir con precisi\u00f3n muchas caracter\u00edsticas de los canales de radio y tiene una capacidad \u00fanica para medir la din\u00e1mica del tiempo (c\u00f3mo cambian las propiedades de las ondas con el tiempo a medida que el receptor se mueve) de un canal de ondas milim\u00e9tricas incluso cuando est\u00e1 en movimiento.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores estaban especialmente interesados \u200b\u200ben los datos sobre c\u00f3mo las se\u00f1ales se propagan por el espacio f\u00edsico. Los diferenciales grandes generalmente se consideran malos, ya que indican m\u00faltiples se\u00f1ales recibidas y m\u00e1s interferencia. Por lo general, es mejor tener un camino claro para la comunicaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
“Nuestros datos muestran que esos diferenciales son m\u00e1s amplios en alturas m\u00e1s altas”, dijo la ingeniera del NIST Jelena Senic. “Esto significa que con menos obstrucciones entre el transmisor y el receptor, la energ\u00eda est\u00e1 m\u00e1s distribuida en el espacio”.<\/p>\n\n\n\n
Para los sistemas inal\u00e1mbricos convencionales con antenas omnidireccionales, los diferenciales m\u00e1s peque\u00f1os son preferibles para evitar interferencias, lo que significa que los equipos Wi-Fi deben montarse a alturas m\u00e1s bajas en los postes de luz.<\/p>\n\n\n\n
“Sin embargo, los sistemas inal\u00e1mbricos de pr\u00f3xima generaci\u00f3n operar\u00e1n en frecuencias de ondas milim\u00e9tricas y deber\u00edan emplear antenas altamente direccionales con haces muy estrechos o haces de l\u00e1piz”, dijo Senic. \u201cCon esta configuraci\u00f3n, el transmisor y el receptor dirigir\u00e1n sus haces estrechos para encontrar el mejor enlace posible, es decir, la ruta de propagaci\u00f3n que tenga la m\u00e1xima potencia. En este caso, es preferible una mayor dispersi\u00f3n angular porque proporcionar\u00e1 diversidad en el espacio, es decir, los transceptores tendr\u00e1n la capacidad de dirigir los haces en m\u00e1s direcciones para encontrar el mejor enlace”.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores del NIST fueron un paso m\u00e1s all\u00e1 y registraron los datos de medici\u00f3n en el campus del NIST para validar que el nuevo modelo podr\u00eda aplicarse a diferentes entornos. Los resultados en el campus fueron comparables a los del centro de la ciudad, lo que demuestra que el modelo se puede generalizar a diferentes entornos y casos de uso. El estudio aparece en IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters.<\/p>\n\n\n\n