Context discovery in cognitive radio networks
Liliana Bolea · Dialnet (Universidad de la Rioja) · 2013
Los avances tecnologicos y el desarrollo del mercado de las comunicaciones inalambricas han experimentado un crecimiento espectacular a lo largo de las ultimas decadas. Se han expandido a nivel mundial a un entorno competitivo y orientado al mercado de masas. Hoy en dia hay un consenso en augurar que el mercado de la comunicacion inalambrica seguira siendo uno de los mas dinamicos en el ambito industrial y uno de los pilares fundamentales para el progreso de la sociedad de la informacion. La baja utilizacion del limitado espectro radioelectrico ha motivado que la comunidad investigadora se oriente hacia el ambito de la gestion y el uso del espectro radioelectrico, en particular, para lograr una gestion dinamica del mismo. La capacidad de realizar un uso secundario del espectro radioelectrico que garantice que ninguna interferencia perjudicial se produzca sobre los usuarios primarios, que tienen licencia para una banda en particular, es algo que en nuestros dias ya ha comenzado a ser probado y estandarizado, por ejemplo, con el estandar IEEE 802.22 para el uso secundario de las bandas de TV. En este contexto, el uso de bases de datos de geolocalizacion y el concepto mas general de mapas de entorno radioelectrico (REM: Radio Environmental Map) que almacena diferentes caracteristicas del entorno de radio son reconocidos como pilares importantes para llevar a la realidad los conceptos de acceso dinamico al espectro y radio cognitiva (CR). El tema central de esta tesis doctoral es en el contexto de las redes de CR, que prometen significativas mejoras en la eficiencia de utilizacion de los escasos recursos radioelectricos. En este marco, los estudios hechos en esta tesis se concentran en las tecnicas para estimar el contexto en el que opera la red de CR extrayendo parametros relevantes, que se pueden almacenar en el REM, que se utilizara luego para lograr un funcionamiento optimizado de la red de CR. Esta estimacion se realiza por medio de combinar adecuadamente un numero de muestras sobre la potencia recibida recogidas por sensores secundarios ubicados en diferentes posiciones. Entonces, primero se proponen metodologias para la deteccion de la posicion del transmisor principal asumiendo que puede hacer uso tanto de antenas omnidireccionales como directivas. Despues, con el objetivo de la caracterizacion mas profunda del contexto CR, esta tesis propone y evalua las tecnicas de estimacion del modelo de propagacion (que incluye la estimacion de los factores de propagacion, de la potencia recibida a 1 metro de la antena y de la desviacion tipica de los desvanecimientos lentos existentes), la estimacion de la direccion de las antenas y el diagrama de radiacion de las antenas. Estos parametros son clave para cualquier despliegue de redes oportunistas y son objeto habitualmente de hipotesis de trabajo. En el ambito de la metodologia desarrollada se ha procedido tambien a una comparativa de distintas metodologias de interpolacion a partir de las medidas obtenidas por un numero limitado de sensores y a la validacion de los resultados en entornos controlados, incluyendo efectos de shadowing y de shadowing correlado. Finalmente, los estudios de esta tesis tambien incluyen una comparativa de los resultados con un algoritmo ML (Maximum Likelihood) de referencia, con el objetivo de obtener menor complejidad y menos tiempo de calculo, manteniendo unas prestaciones adecuadas.