Baldosas reflectantes pasivas impulsan la velocidad y cobertura de las redes 6G

Las ondas milimétricas (mmWave) son una de las tecnologías más prometedoras para las futuras redes 6G, gracias a su capacidad para transportar volúmenes masivos de datos. Esto las hace idóneas para aplicaciones exigentes, desde internet inalámbrico de ultra alta velocidad hasta realidad aumentada y sistemas industriales de nueva generación. Sin embargo, esta tecnología presenta una limitación crítica: las señales de ondas milimétricas son notablemente deficientes a la hora de sortear obstáculos, como paredes, muebles o incluso personas, lo que reduce drásticamente su rendimiento.

Frente a este desafío, investigadores de la Universidad de California San Diego han desarrollado FlowForm, una solución innovadora basada en baldosas reflectantes pasivas. A diferencia de los sistemas complejos que requieren hardware y electrónica para redirigir las señales, FlowForm propone un enfoque que no consume electricidad ni precisa de componentes de control. Los creadores aseguran que estas baldosas pueden casi duplicar las tasas de datos inalámbricos y ampliar significativamente la cobertura en entornos interiores, donde las limitaciones de mmWave son más acentuadas.

Cada baldosa FlowForm mide aproximadamente quince por quince centímetros y se produce mediante impresión 3D, utilizando filamento de plástico recubierto con pintura conductiva. Su diseño integra miles de estructuras microscópicas, de un tamaño inferior al de las propias ondas milimétricas que manipulan. Este diseño no busca una simple reflexión especular, como un espejo, sino que cada baldosa está diseñada para redirigir las señales en direcciones muy específicas y optimizadas.

El proceso de instalación comienza con la elaboración de un mapa detallado del edificio, identificando los puntos de acceso, las posibles ubicaciones para las baldosas y las áreas que requieren cobertura inalámbrica. Un software especializado determina la ubicación precisa de cada baldosa y su diseño óptimo para guiar las señales alrededor de paredes, esquinas y otros obstáculos. Una vez instaladas, las baldosas operan de forma estática y pasiva, remodelando el entorno inalámbrico para que los equipos de ondas milimétricas existentes encuentren de forma natural caminos de comunicación más robustos.

En contraste, una parte considerable de la investigación actual en 6G se enfoca en las Superficies Inteligentes Reconfigurables (RIS, por sus siglas en inglés), paneles controlados electrónicamente que pueden redirigir dinámicamente las señales inalámbricas. Aunque efectivas, estas soluciones demandan fuentes de alimentación, circuitos de control y una coordinación compleja con la red inalámbrica, lo que eleva su coste y dificulta su despliegue a gran escala. FlowForm, en cambio, mantiene su simplicidad optimizando toda la red durante la fase inicial de diseño. El equipo organiza las superficies reflectantes en lo que denominan una topología de flujo mayor-menor (major-minor flow topology). Los flujos mayores actúan como cadenas de retransmisión a larga distancia, moviendo señales alrededor de grandes obstáculos con haces estrechos y de alta ganancia, mientras que los flujos menores se ramifican para extender la cobertura en áreas ocupadas con haces más amplios.

Los investigadores han validado el sistema FlowForm en cinco entornos interiores distintos, utilizando una plataforma de prueba de radio de ondas milimétricas compatible con los protocolos estándar IEEE 802.11ad y 802.11ay. Los resultados demuestran que la red de baldosas pasivas aumentó las tasas de datos promedio de enlace hasta en un 94%, al tiempo que expandió la cobertura inalámbrica hasta en un 114%.

Al reemplazar infraestructuras activas y costosas con metasuperficies pasivas de bajo coste, los investigadores sostienen que FlowForm podría hacer que los despliegues a gran escala de ondas milimétricas sean mucho más viables. A medida que las redes inalámbricas continúan avanzando hacia frecuencias más altas para ofrecer velocidades superiores, la capacidad de transformar paredes y techos comunes en elementos reflectantes puede ser una de las vías más sencillas para superar una de las mayores limitaciones de esta tecnología.