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Tecnología radio cognitiva en la banda ultra high frequency (UHF)

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Tecnología radio cognitiva en la banda ultra high frequency (UHF)
Lorena Sierra B
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Lorena Sierra B
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Tecnología radio cognitiva en la banda ultra high frequency (UHF)
  1. Problema
    1. Las empresas de comunicaciones celulares móviles en Colombia requieren mayor recurso espectral para ampliar su portafolio de servicios; sin embargo, no hay frecuencias adicionales para tal fin, no obstante es conocido que existe infrautilización de muchas bandas licenciadas.
    2. Radio cognitiva
      1. Se define como la tecnología que cambia sus parámetros de radio-transmisión basándose en la interacción con el medio. La idea básica consiste en permitir que usuarios secundarios puedan acceder de manera oportuna a ciertas bandas del espectro temporalmente desocupadas, siempre y cuando dichas transmisiones no interfieran en las transmisiones de los usuarios primarios [11]. Las funciones principales de la RC son: detectar, administrar, moverse y compartir el espectro. Se fundamenta en la retroalimentación en bucle de un proceso que tiene en el medio ambiente su punto de partida y llegada, y está constituida por 4 unidades fundamentales:
        1. 1) una unidad de sensado que observa las comunicaciones ya establecidas y por establecerse en el nodo de la red, y proporciona información respecto al entorno
          1. 2) un mecanismo cognitivo que estructura la información sensada, que puede tener conocimiento de criterios complementarios y a partir de dicha información orientar el tráfico emergente
            1. 3) una unidad de decisión que determina cuándo y cómo la radio debe reconfigurarse para adaptarse a los cambios del entorno
              1. 4) una unidad de radio flexible que modifica los parámetros de transmisión y recepción con base en las decisiones tomadas por la unidad de decisión.
            2. Estudio de caso
              1. El papel clave de la RC es el control de la interferencia en el receptor primario, que se convierte en un problema sin fácil solución, en el escenario que nos ocupa, dado que dicho receptor (TV) es pasivo. Para garantizar las comunicaciones sin interferencias de los usuarios primarios, y al mismo tiempo permitir comunicaciones de los usuarios secundarios (abonado celular), es pertinente utilizar técnicas de transmisión cooperativa entre usuarios secundarios, lo que permitiría maximizar la tasa de transmisión con niveles de potencia bajos y sin causar interferencias.
                1. Siempre que una CPE se encienda, lo primero que se debe hacer es escanear todos los canales de RC, después reconstruir un mapa de la ocupación espectral, en el cual se identifica presencia de usuarios primaros y secundarios en la banda UHF. Esta información es enviada a la EB y usada por el CCM para determinar por cuales canales vacantes se realizarán transmisiones SCH (Superframe Control Header) de las EB. Una vez que la CPE recibe el SCH, toma el canal y accede a la red.
                  1. Otra alternativa para lograr la coexistencia entre los usuarios de TV y abonados celulares sin interferencia, es utilizar una red de sensores auxiliares que recojan la información sobre ocupación espectral de los usuarios primarios e informen a las EB para habilitar transmisiones de los usuarios secundarios
              2. Conclusiones
                1. Para que las comunicaciones móviles celulares puedan beneficiarse del concepto de radio cognitiva en Bogotá, es necesario disponer de plataformas radio flexibles. Sin embargo, las plataformas de radio disponibles no resultan adecuadas en términos de flexibilidad, costo y gasto energético, por ejemplo, para realizar de manera eficiente labores de escaneado de frecuencias y detección de bandas ocupadas y libres.
                  1. La implementación de RC en las redes celulares de Bogotá implica ajustes importantes en los CCM, CPE, las EB y el sistema de antenas para radio cognición que implican características inteligentes. Además, si se proyecta una red radio cognitiva en Bogotá se podrían reutilizar los emplazamientos celulares y de televisión construidos (torres de televisión y radio).
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