La gestión del espectro radioeléctrico es indispensable para garantizar la coexistencia sin interferencia de los varios servicios/operadores que emplean el canal inalámbrico. La gestión actual del espectro determina en modo estático y exclusivo la atribución (definición del servicio), adjudicación (definición del área geográfica) y asignación (definición de quién proveerá el servicio) de bandas de frecuencia, usualmente sujeto al pago de una licencia de costo considerable.
Esta gestión es la que permite que actualmente operen concurrentemente sistemas como la radio FM, la televisión, la
telefonía móvil celular y el sistema wi-fi para mencionar algunos. De otro lado, la rigidez del enfoque actual de gestión del espectro presenta un gran obstáculo para la introducción de nuevos servicios en las bandas más atractivas (por características de propagación, disponibilidad y costo de los terminales, y ancho de banda disponible), hoy atribuidas completamente [1], y lleva a una baja eficiencia en el aprovechamiento de este valioso recurso. Algunos estudios demuestran una baja utilización del espectro, llegando en algunos casos apenas al 13% en zonas urbanas de alta densidad
de ocupación [2].
Con el fin de optimizar la utilización del valioso recurso que es el espectro electromagnético, en años recientes se ha propuesto la gestión dinámica del espectro, que permitiría a terminales inalámbricos avanzados el uso de bandas de frecuencia no usadas en lugares e instantes determinados en modo oportunista. Estos terminales avanzados deben contar con funcionalidad de sensado del espectro y capacidad de adaptación al estado del mismo; tal funcionalidad constituye la esencia del paradigma de radio cognitiva [3, 4], y es actualmente posible gracias a la amplia disponibilidad de dispositivos de radio definido por software (SDR-Software Defined Radio) [5], a los considerables avances en el área de antenas de banda ancha, multibanda y multipuerto [6, 7, 8, 9, 10, 11], y a la amplia
disponibilidad de unidades de cómputo de alto desempeño con las cuales dichos sistemas transceptores pueden ser interconectados. Los sistemas SDR son aquellos en los que parámetros como la frecuencia de transmisión/recepción, el esquema de modulación y la tasa de transmisión se pueden variar en un amplio rango mediante control software gracias a la digitalización de las porciones del sistema más próximas a la antena, que tradicionalmente se
implementaban con sistemas analógicos y por ende eran poco
flexibles.
Con este proyecto nos proponemos el desarrollo y validación experimental de dos prototipos de terminales con funcionalidad de radio cognitiva basados en la integración de una plataforma SDR, software libre y software propio para el control y procesamiento, y sistemas avanzados de antenas. El resultado constituirá una plataforma de experimentación para investigaciones posteriores en la evaluación de sistemas futuros de comunicaciones con énfasis
en la gestión dinámica del espectro y sus ventajas y aplicabilidad en el contexto colombiano. |