Picoestaciones Base: Un nuevo concepto de Estaciones Base para 4G

    El ser humano se caracteriza por la capacidad, y necesidad, de interactuar con sus semejantes, se encuentren donde se encuentren. De comunicarse. La diferencia entre unas épocas y otras de nuestra historia, radica en el medio empleado para establecer esa comunicación a distancia. Así, mientras en la antigüedad se transmitían mensajes por medios rudimentarios (hogueras, señales de humo, etc.), con el paso de las generaciones se ha producido una constante evolución y sofisticación de la tecnología utilizada para lograr esa comunicación. Uno de los grandes hitos ha sido el descubrimiento del cable como medio de transmisión de voz y datos; no obstante, y sin querer desmerecer a un medio todavía fundamental en nuestras vidas, en la actualidad, la transmisión por cable parece estar cediendo terreno a la transmisión utilizando el medio radioeléctrico, lo que todos entendemos por comunicaciones móviles.

Las comunicaciones móviles han ido mejorando su tecnología de tal forma que, en unos pocos años, hemos pasado de usar el móvil para llamar y mandar SMS, a usarlo para cubrir, prácticamente, cualquier transmisión de voz y datos multimedia. Así, gracias a la tecnología de 3G+ y, sobre todo, a la incipiente 4G, se han alcanzando grandes capacidades de transmisión y recepción de información, que permiten habilitar servicios tales como el de videoconferencia o el de video streaming.

Esta evolución y sofisticación presenta una dualidad: Por un lado, la ampliación de servicios que incorporan actualmente los móviles o celulares, surge como consecuencia de una mejora de la tecnología que lo hace posible; y, por otro lado, esta tecnología está al alcance  como consecuencia del entendimiento, por parte de las empresas, estados y otras entidades de ámbito científico-técnico, de  una necesidad potencial de la sociedad que, de ser satisfecha, redundaría en una mejora para la misma, así como para los intereses legítimos de cada entidad.

En este contexto, el proyecto de Picoestaciones Base surge como un proyecto de I+D que pretende responder a la demanda, cada vez mayor, de cobertura y ancho de banda, para permitir servicios de comunicación de voz y datos de calidad y con la máxima eficiencia energética posible. Esta demanda, que ya es un hecho, es más relevante en los grandes núcleos de comunicación, con una gran densidad de comunicaciones móviles y, en consecuencia, con alto riesgo de saturación de las líneas móviles existentes.

Para buscar una solución eficaz y eficiente en cuanto a la calidad de las transmisiones y la eficiencia energética, ATL Europa y Sistemas Radiantes Moyano están llevando a cabo un proyecto de colaboración financiado por el CDTI, cuyo objetivo es la realización de una estación base ligera y modular de alta capacidad para comunicaciones móviles 3G (UMTS) y 4G (LTE)

La citada estación base, ha sido bautizada como Picoestación Base, debido a que su área de cobertura se limita a una región no superior a una manzana de edificios; área a la que, en adelante, nos referiremos como Picocélula.

Por tanto lo que el proyecto pretende, es dar una alternativa a la estación base convencional, capaz de cubrir grandes áreas de terreno denominadas células, proponiendo en su lugar, la cobertura de ese área de terreno mediante una red de Picoestaciones Base. En definitiva, se sustituye la célula convencional por un número equivalente de n Picocélulas, o lo que es lo mismo, un sistema centralizado por uno distribuido.

Este cambio presenta algunas ventajas importantes tales como: la mejora de la eficiencia energética, que es inversamente proporcional al tamaño de la célula o área de cobertura; mejoras asociadas al uso de antenas activas en las Picoestaciones base, lo que conlleva una mejora en el balance de enlace, permitiendo aumentar el ancho de banda disponible para las comunicaciones, y mejoras derivadas de su reconfigurabilidad, ya que, variando los parámetros de cada Picoestación Base (amplitud, fase, …), se pueden conformar distintas topologías de radiación resultante (haces, apuntamiento, red,…).

La reconfigurabilidad permitiría focalizar la cobertura en una determinada zona, por ejemplo, para cubrir la demanda de servicios de telefonía y datos durante la celebración de un evento deportivo o un concierto. Así, se potenciaría la cobertura en el estadio y sus alrededores, ajustando el nivel de cobertura de otras zonas. Esto, en principio, sería fácilmente configurable, de manera que, desde una sala de control, se pudiera monitorizar y controlar los parámetros de comunicación de las Picoestaciones base.

Cabe reseñar que el coste del despliegue/instalación de las Picoestaciones base es mucho menor, ya que las estaciones base convencionales requieren de una costosa infraestructura para instalar los componentes de comunicación, como la torre, caseta técnica, encofrado, equipos de alimentación, sistemas de refrigeración  y unos costes elevados de mantenimiento por el alto consumo eléctrico o de combustible, debido a que, en algunos casos, las UPS o SAI’s de baterías son sustituidos por grupos electrógenos diésel de gran capacidad.

En consecuencia, aunque el sistema de Picoestaciones Base requiere de un mayor número de puntos de instalación, el coste del conjunto será menor que en el caso de un sistema cobertura convencional, lo que, junto con el gran ahorro de consumo energético, garantiza la amortización de la inversión, convirtiendo la opción de sistemas de cobertura formados por picocélulas en una opción de gran atractivo desde el punto de vista técnico y económico.

El proyecto que están desarrollando ATL y Moyano, prevé que las Picoestaciones Base, incorporen LTE y UMTS para facilitar la convivencia de la incipiente 4G y la recién destronada 3G, respectivamente. Para 4G se ha escogido la banda 7 de LTE (2’6GHz), buscando una mayor integración del equipo resultante. Así mismo, el módulo de 3G que incorpora la Picoestación Base, llegado el momento, sería fácilmente adaptable a la banda de 4G.

Confiemos que, en breve, los trabajos de investigación den sus frutos y pronto podamos hablar de un nuevo sistema de Picocélulas con Pico Estaciones Bases de alta capacidad y modularidad. Posiblemente ese día podamos hablar de demandas satisfechas, y pensar en nuevos y mejores servicios de telefonía móvil para la sociedad del siglo XXI.

@Referencias:

• ATL Europa