El control de potencia CDMA de Qualcomm: cada teléfono susurra para que todos puedan hablar

A finales de la década de 1980, la telefonía móvil era un problema de asignación: dar a cada llamante una frecuencia o una ranura temporal, y bandas de guarda entre ellas. Qualcomm, entonces sobre todo una empresa de mensajería por satélite, defendía lo contrario: dejar que cada terminal transmitiera en las mismas frecuencias al mismo tiempo, separados solo por un código de ensanchamiento, y hacer del control de potencia la característica portante de todo el sistema.

La física estaba en su contra. La pérdida de trayecto terrestre sigue una ley de la inversa de la cuarta potencia: en una celda de cinco millas, la distancia puede variar cien veces y la pérdida de trayecto más de 80 decibelios, de modo que un teléfono no controlado cerca de la torre ahoga a uno en el borde. La patente de Qualcomm, presentada en noviembre de 1989, cierra el bucle: cada teléfono mide el piloto recibido y ajusta su potencia de forma inversa, mientras que la estación base mide cada señal que llega y ordena correcciones adicionales hacia el nivel mínimo que aún permite comunicarse.

La recompensa de un susurro es que todos pueden susurrar. Con cada transmisor mantenido en su umbral mínimo, el nivel de interferencia se mantiene lo bastante bajo para que todos los códigos se decodifiquen, y el mismo espectro se reutiliza en cada celda. El artículo de 1991 sobre capacidad de Gilhousen, Jacobs, Padovani, Viterbi, Weaver y Wheatley puso cifras a la ganancia, y el esquema se convirtió en el núcleo operativo del CDMA celular.

Toda señal llega igual de débil

Un receptor CDMA oye a cada usuario como ruido, así que la capacidad la fija la interferencia total: cada usuario que transmite menos literalmente cede capacidad a los demás.

La estimación en bucle abierto por sí sola no puede seguir el desvanecimiento y los cambios de distancia, así que el bucle de comandos del lado de la torre hace el ajuste fino.

Las ranuras de frecuencia y las ranuras temporales se habían llevado a sus límites de ingeniería; compartir códigos trasladó la lucha de la infraestructura a la disciplina del transmisor.

El bucle fue un endurecimiento de lo que Qualcomm ya ejecutaba en enlaces satelitales, donde la pérdida de trayecto varía solo 1–2 dB; una celda terrestre abarca más de 80 dB.

La solución para un recurso arruinado por sus usuarios más ruidosos no son más carriles: es mantener a cada usuario en el nivel más bajo que funciona. La capacidad vino de la resta: ningún espectro nuevo, solo contención.

Concedido en octubre de 1991, el bucle se convirtió en el corazón operativo del CDMA celular. Ese mismo año, Gilhousen, Jacobs, Padovani, Viterbi, Weaver y Wheatley publicaron el análisis de capacidad en IEEE Transactions on Vehicular Technology, y IS-95 —el estándar construido sobre este diseño— fue aprobado en 1993 y se comercializó como cdmaOne, con CDMA2000 descendiendo de él.