Bases de datos georeferenciadas para búsqueda de claros espectrales

Los dispositivos cognitivos son aquéllos capaces de evaluar el espectro electromagnético disponible, determinar qué partes del mismo no están siendo usadas (los denominados “claros espectrales”) y hacer uso de ese espectro de manera eficiente cuando tienen información que transmitir. Las bases de datos georreferenciadas constituyen un método de monitorización eficiente, y prueba de ello es su elección por parte de la FCC norteamericana como método de detección de canales libres para sistemas cognitivos.

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Para permitir el acceso del dispositivo cognitivo al espectro disponible es importante determinar primero el método de monitorización usado para evaluar si el espectro está libre y después elegir los parámetros para ese método seleccionado. Los sistemas cognitivos pueden usar varias opciones para determinar si un canal está siendo ya ocupado por otro sistema, entre ellas el escaneo espectral. Sin embargo, hay un problema inherente a esta opción, denominado “terminal oculto”, que ocurre cuando el dispositivo cognitivo cree hallar libre un canal pero, por su ubicación, puede afectar igualmente a los correspondientes receptores, que reciben señal de varias fuentes.

También es posible utilizar la consulta de una base de datos georreferenciada que le indique a qué frecuencias le está permitido operar, en qué localización y, tras ciertos cálculos, con qué potencia máxima. Las bases de datos georreferenciadas necesitan una serie de parámetros para realizar sus cálculos, como son, entre otros, la potencia transmitida, el tipo y altura de antena y la frecuencia a la que operan los emisores. Sin embargo, no precisan información orográfica del terreno, puesto que sus modelos de predicción se basan en modelos teóricos, facilitando mucho los cálculos. Todo ello permitirá establecer unos niveles variables de protección maximizando la utilización del espectro. Sin embargo, esta opción tampoco está exenta de problemas relacionados con la sincronización con otras bases de datos, la actualización, la gestión, y la precisión en la localización del dispositivo cognitivo. Por último, los denominados faros suponen que los propietarios del espectro emiten señales identificativas para alertar de los canales ocupados y de aquellos que están libres.
Una aproximación basada en geolocalización suele hacer un uso más efectivo del espectro: si el dispositivo cognitivo informa conveniente y periódicamente de todo el espectro disponible, no debería hacer ninguna operación ineficiente. Prueba de ello es la elección de este método por Estados Unidos para la localización de claros espectrales, apoyándose en los datos que le provee la FCC (Federal Communications Commision) acerca de localizaciones y parámetros más importantes de los transmisores y cuya elaboración y definición se ha llevado a cabo tras una propuesta pública. En Europa, al contrario que en Estados Unidos, todavía está sin definir la operación y la estructura de la base de datos, aunque propuestas recientes de la ECC (Electronic Communications Committee) europea abogan por una combinación de escaneo espectral y base de datos, aprovechando las ventajas que ambas ofrecen.
Una de las actuales líneas de investigación de Gradiant aborda el desarrollo de herramientas para la puesta en marcha de bases de datos que permitan mantener monitorizado el uso del espectro en cada ubicación para lograr un uso más eficiente del mismo.

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