¿Por qué todo el mundo está olvidando la parte más importante de un móvil?

Estamos tan enganchados a la comunicación por mensajería directa, los memes de las redes sociales y las fotos de Instagram (o sucedáneos) que parecemos haber olvidado la función principal del smartphone: hacer y recibir llamadas.

La parte smart ha ganado la batalla. Esto no era lo que Guillermo Marconi tenía en mente, cuando desarrolló en 1901 su primer sistema práctico de comunicación mediante ondas. Pero, ¿qué tal ha evolucionado la parte “clásica” de nuestros móviles? ¿Por qué ya no usamos antenas externas?

La culpa no es del proveedor

Seguro que te ha pasado más de una vez: estás viajando y, llegado a cierto punto, la comunicación se corta, perdemos cobertura, o nos dicen que hablemos más alto, que nuestra voz se escucha fatal.

Siempre asociamos este tipo de problemas a un mal servicio. Echamos la culpa a la empresa con la que tenemos contratado el servicio sin fijarnos en que, tal vez, el problema esté en nuestro propio teléfono. ¿Y si está mal construido? ¿Y si no es compatible con las diferentes frecuencias de onda? En los móviles no podemos resintonizar: o tenemos el transmisor adecuado o el terminal no funcionará correctamente.

¿Y qué son las frecuencias de onda?

Las ondas se propagan como el agua por las tubería. Los 800 MHz son la frecuencia más baja de los 4G: es decir, puede llegar a distancias más lejos sin perder intensidad, penetrando mejor en espacios cerrados. En cambio, banda 7 (2600 MHz) cuenta con un ancho de banda mucho mayor, pero su alcance es más corto y frágil.

Y claro, no se trata de operar en las frecuencias con mayor ancho de banda, sino en contar con una construcción de calidad, donde la antena —ya sea una o varias— esté dispuesta de manera que no sufra cortes de conexión y aproveche las posibilidades de cada frecuencia.

¿En qué se diferencia el 2G GSM del 4G LTE? El número delante de la ‘G’ hace referencia a la generación: 2G equivale a «2ª generación», 3G a tercera y así sucesivamente.

En España son soportadas las siguientes generaciones:

• 2G: 900 y 1800 MHz
• 3G: 900 (banda 8) y 2100 MHz (banda 1)
• 4G: 800 (banda 20), 1800 (banda 3) y 2600 (banda 7)

Fuente: RadioMaster Reports

Además, las citadas bandas están reguladas pero nunca de manera global: cada país elige cuáles irán destinadas a telefonía móvil, cuáles a televisión (TDT), etcétera. ¿Un teléfono importado desde China no parece funcionar bien en España? Diferencias de carácter local.

En resumen, un buen teléfono tiene que estar preparado para todo tipo de situaciones: ofrecer velocidad en banda 7 (2.600 MHz), usada en entornos urbanos por su amplio espectro, ideal para evitar colapsos, y en banda 20 (800 MHz), una de las tres principales desplegadas en España y que es óptima para entornos rurales debido a su mayor alcance, pese a ofrecer una velocidad de datos menor.

Un trabajo de ingeniería minuciosa

Ya hablemos de telefonía celular (GSM/WCDMA/LTE) o conectividad (WLAN, GNSS, Bluetooth, NFC), la radiofrecuencia es una de esas áreas olvidadas en las reviews técnicas. Si funciona, ¿por qué andar preocupándose?

Pero luego vienen los sustos, la confirmación de que algo no anda bien. «Será un equipo defectuoso», nos dirán desde los departamentos de atención al cliente. Hemos tenido la oportunidad de charlar con los ingenieros RF (de radiofrecuencias) de BQ y, como ellos mismos puntualizan «si se producen fallos o inestabilidades es algo que todos los usuarios perciben».

¿Y qué tipos de errores encuentran estos ingenieros durante las fases iniciales de desarrollo? Tanto de hardware (antenas, circuito de adaptación, calibración, etc) como de software. Estos son los más comunes:

• Caídas de llamadas debido a diseños inmaduros en las antenas.
• Ruido o interferencias generadas por componentes adyacentes y no apantallados correctamente.

Y prosiguen: «además en las fase de preproducción se trabaja en el desarrollo de software para adaptar Android al uso de Multi SIM. También se comprueban los perfiles Bluetooth menos comunes, que normalmente no soporta Android, para evitar problemas de conectividad».

Perdiendo la cabeza por la antena

El ideal para nosotros, como usuarios, es que todo este proceso sea completamente invisible. No queremos leer sobre complejas configuraciones. No queremos datos, necesitamos resultados.

Y los resultados negativos de una antena de mala calidad se dejan escuchar en poco tiempo. En primer lugar, «tendremos una relación señal a ruido baja, es decir, más ruido y mala calidad. Y esta señal será la materia prima que entre al sistema de audio. Por tanto, no podrá funcionar correctamente, ya que habrá una modulación que no sea óptima, además de presentar ruido e interferencias», explica Alvaro Frutuoso, RF Lead Engineer de BQ.

Y, al margen de lo correspondiente al audio, «una mala antena puede hacer que un terminal no sea capaz de realizar ciertos handovers aumentando la probabilidad de que una llamada caiga», prosigue Álvaro. Handover hace referencia al mecanismo de comunicación entre estaciones que se activa cuando la calidad de un enlace es insuficiente en una de las estaciones.

Compatibilidad no es igual a buen rendimiento

Pongámonos un poco más techies. ¿Qué nos asegura que un terminal funcione a la perfección? ¿Existen diferentes configuraciones de receptores? Sin las herramientas adecuadas, un fabricante no puede determinar en qué puede estar fallando.

Comúnmente se cree que sólo es necesario tener compatibilidad en el teléfono: «que sea compatible con una banda determinada viene definido en las ‘capabilities’ que el terminal reporta a la red tras hacer el ‘attach’ —el procedimiento por el que un móvil se conecta a cualquier tipo de red (GSM, WCDMA, LTE) mediante intercambio de datos—. La red conoce de antemano qué bandas, tecnologías o categorías soporta el terminal, para poder dirigirlo correctamente», nos explican desde BQ.

Para cuantificar la calidad de recepción, su equipo de ingenieros realizan mediciones OTA (Over The Air) en transmisión TRP (Total Radiated Power) y en recepción TIS (Total Isotropic Sensitivity). «Estas medidas se realizan en una cámara, un recinto apantallado electromagnéticamente y completamente anecoico a la radiofrecuencia hasta 40 GHz. También se pueden realizar medidas pasivas sobre las antenas como ganancia o eficiencia».

Estas cámaras son imprescindibles para evaluar de forma precisa y segura los parámetros de radiación del terminal.

Desde BQ disponen de una de estas extrañas habitaciones preparada para la certificación de la Wireless Association, la cual cuenta con un posicionador de dos ejes (Theta+Phi) de Maturo, especialmente diseñado para recintos OTA, con phantoms electromagnéticos (cabeza, manos, etc.) de Speag y dos antenas de Schwarzbeck.

Hora de realizar tests

Pero contar con unas instalaciones herméticamente aisladas no tiene nada que ver con el ruidoso mundo real, donde el ruido blanco de miles de conexiones puede afectar y bloquear el rendimiento de un teléfono.

Para esto, desde BQ cuentan con soluciones lógicas: 30 routers de diferentes operadoras, tanto vigentes como de generaciones pasadas, para probar el rendimiento con todos «los canales de frecuencia, opciones de seguridad y protocolos, sea cual sea el proveedor de internet, marca o modelo del AP que esté utilizando». Las pruebas se dilatan durante al menos 300 horas.

¿Cantidad o calidad?

Seguro que has oído hablar, mínimamente, sobre las antenas de los teléfonos móviles. En el pasado eran más visibles, apéndices colocados en la parte superior derecha del terminal. Los receptores actuales no sólo están escondidas bajo la carcasa sino que se cuentan por pares.

¿Es más importante un buen receptor o un buen servicio de parte de la Operadora móvil? Álvaro Fructuoso, RF Lead Engineer de BQ, estima que el fabricante debe estar siempre preparado: «buscamos que nuestros móviles se comporten de acuerdo a lo marcado por los estándares y organismos».

¿Y qué es el Carrier Aggregation?

En más de una ocasión, estas dos palabras aparecen en las fichas técnicas que podemos encontrar en algunas tiendas de móviles. Pero explicar su funcionamiento no es tan sencillo.

Álvaro nos explica que «Carrier aggregation (CA) viene de agregar o sumar portadoras de señal. Un dispositivo compatible con LTE Cat.4 soporta hasta 1 portadora de 20 MHz, lo cual nos dará un velocidad máxima de 150Mbps. Mediante la técnica de agregación de portadoras, podemos duplicar este throughput hasta 300 Mbps mediante la suma de 2 portadoras de 20 MHz cada una, lo cual genera una “súper portadora” de 40 MHz que tenemos en dispositivos como Aquaris X».

No has entendido nada, ¿verdad? En la práctica es sencillo: a más portadoras, más velocidad. Cuantas más portadoras sea capaz de soportar la vez el mismo terminal, mejor. Claro, esto requiere un coste adicional en investigación. Y corre por parte del fabricante.

Entonces, ¿para qué me sirve una buena antena?

Una buena antena sirve para escuchar y que te escuchen con mejor calidad de audio, para evitar cortes en las llamadas, para no perder cobertura con facilidad, etcétera.

En los últimos años hemos vivido un gran avance relacionado con la tecnología en las comunicaciones. Sólo hay que fijarse en los protocolos de transmisión de archivos: en las primeras versiones de Bluetooth sólo podíamos enviar archivos comprimidos en una calidad pésima. Hoy día podemos reproducir audio desde un altavoz inalámbrico a calidad idéntica a la de un DVD (24 bits/96 Khz).

Esto ha afectado en tres puntos clave:

• Ancho de banda: la parte del espectro que se puede transportar. Hasta hace poco, las llamadas eran NB (NarrowBand, banda estrecha), permitiendo transportar señales desde 300Hz-3.400Hz. Los protocolos de comunicación más modernos como 3G en adelante permiten WB (WideBand, banda ancha), que transporta el doble de ancho de banda 300-7.000Hz. Esto permite que una mayor “parte” de la voz pueda ser transportada y esta no resulte filtrada. Y el resultado final es una mayor calidad en la voz percibida.

• Latencia: protocolos como el VoIP han sido mejorados para conseguir que uno de sus mayores problemas, la latencia (tiempo de transferencia de información de origen a destino) haya sido disminuida consiguiendo facilitar la comunicación.

• Ruido de fondo: el ruido de fondo es debido al acoplamiento de señales de radiofrecuencia en los micrófonos que captan el sonido. Aunque la RF trabaja en frecuencias mucho más altas, siempre hay frecuencias armónicas que resultan captadas.

El precio de un trabajo exhaustivo

Volvamos al punto de partida: no es que un teléfono haya nacido exclusivamente para transmitir señales acústicas a través de señales eléctricas.

Como hemos visto, la calidad de los receptores y transmisores afecta a todo el conjunto de comunicaciones, desde la recepción de las redes Wi-Fi (WLAN) hasta las redes telefónicas (3G, 4G).