Tecnología cognitiva

La radio busca huecos para evitar interferencias

La tecnología cognitiva intenta salvar la saturación del espectro radioeléctrico

Radio, TDT, telefonía móvil, emergencias, radares (terrestres, marítimos y aéreos), radioaficionados y hasta los militares conviven en el espectro radioeléctrico. Sume las tecnologías inalámbricas wifi, Bluetooth... La saturación de señales en las bandas de frecuencia hasta 3GHz, las que pueden proporcionar más cobertura, complica el despliegue de servicios. El panorama, sin embargo, podría cambiar gracias a la radio cognitiva, un sistema de comunicación sin hilos en teoría capaz de emitir, recibir y comunicarse con sus iguales a la vez sin provocar interferencias, porque aprovecha los huecos en el espectro.

"La radio cognitiva supone una revolución en las comunicaciones por radio, porque cambia la manera de gestionar y usar el espectro radioeléctrico", asegura Ferran Casadevall, profesor del departamento de Teoría de la Señal y las Comunicaciones en la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC).

El sistema rastrea constantemente el espectro para localizar espacios

La tecnología permite reutilizar un canal para más de un servicio

Imagine una autopista donde cada carril está destinado a un tipo de vehículo. De forma similar se gestiona el uso del espectro. Los servicios de telecomunicaciones se asignan de forma fija y bajo licencias administrativas para que en cada banda de frecuencia (FM, GSM900, VHF...) operen los diferentes canales de radio, televisión, telefonía móvil, etcétera. "La radio cognitiva, en cambio, permite asignarlos de forma dinámica. Así, en la banda destinada a la televisión, por ejemplo, operarían servicios telefónicos usando los huecos espectrales. Mientras la asignación fija impide que los canales poco o nada usados, pero asignados a servicios concretos, puedan ser reutilizados por otros, con la radio cognitiva es posible reutilizar un canal para más de un servicio", explica Casadevall.

La teoría fue plasmada por Joseph Mittola en su tesis doctoral de 1999. El ingeniero defendía que mejoraría la eficiencia del espectro si se creaba un sistema de radiocomunicación capaz de observar los espacios libres en las bandas de frecuencia y adaptar automáticamente sus parámetros de forma dinámica, según la demanda de la red y los usuarios. "Es decir, el sistema cognitivo no opera en una única frecuencia, sino que de manera inteligente elige la banda más adecuada para comunicarse".

En la práctica no es tan fácil porque "implica que debe detectar la aguja (espacio libre) en el pajar (espectro). Para ello, el terminal cognitivo debe rastrear constantemente el espectro y no se debe equivocar casi nunca. Es decir, deben ser suficientemente pequeñas las probabilidades de pérdida (hay señal, pero no la detecta) y de falsa alarma (no hay señal, pero la detecta), que evitan interferencias con los usuarios y servicios que operan bajo licencia".

Al reto de la búsqueda de agujeros espectrales, técnicamente denominado sensado, se añade el de evitar que el servicio original no se vea afectado por interferencias provocadas por la radio cognitiva. Para ello hay que garantizar no solo que el terminal cognitivo que va a emitir no detecte señal del servicio originalmente licenciado en la banda, sino también que el receptor de la emisión no se encuentre en su zona de cobertura. La solución, explica Casadevall, sería dejar "zonas de protección" creadas a partir no solo de los resultados del sensado, sino también de bases de datos con información sobre las características de la emisión o el servicio que tiene asignada la licencia.

No todos los servicios de telecomunicaciones pueden beneficiarse de esta tecnología por igual a corto plazo. La televisión, que emite de forma regular y en horarios definidos, cuenta con un estándar, IEEE 802.22, ya operativo en Estados Unidos, que suministra servicios de banda ancha en las zonas semiurbanas. En Europa diversos organismos reguladores, como OFCOM en Gran Bretaña o el European Telecommunication Standard Institute (ETSI, en inglés), estudian la viabilidad de aplicaciones similares, para que puedan iniciarse en pocos años.

En cambio, dice Casadevall, aplicar la radio cognitiva en bandas de telefonía móvil es más complejo, porque "su comportamiento es más dinámico, transmiten de forma discontinua y las llamadas se pueden producir en cualquier lugar del territorio siempre que haya cobertura".

A las dificultades técnicas se añaden los intereses económicos. Las operadoras previsiblemente no dejarán ocupar a otros el canal por el que ofrecen sus servicios, aunque en ese momento esté desocupado. Y los Gobiernos tampoco renunciarán a cobrar millones por la subasta del espectro, como sucederá en junio, cuando se adjudique el llamado dividendo digital, la banda de frecuencia liberada por el apagón de la televisión analógica, proceso que se aprovecha para reordenar el uso de las frecuencias ya asignadas para la telefonía móvil.

En cualquier caso, algunos ejemplos de radio cognitiva pueden ser aprovechados por las operadoras con la llegada de las femtoceldas. Se trata de pequeñas estaciones base que unen la telefonía móvil con la fija utilizando el espectro radioeléctrico en el interior de las viviendas para proporcionar servicios avanzados de datos a alta velocidad. Como las instalan los usuarios, "deberán tener capacidades de radio cognitiva para sensar el espectro y evitar interferencias con otras femtoceldas próximas, sobre todo en zonas urbanas donde puede haber diversos usuarios en un edificio", añade Casadevall.

Por 15 euros al mes, Vodafone ofrece, desde junio de 2010, un servicio de voz y datos a sus clientes de oficina. Está desarrollado sobre femtoceldas, que acceden a la red 3G usando el ADSL como canal de transmisión. "Podrían ser radios cognitivas, de manera que en el futuro fueran capaces de escoger la frecuencia que más le conviene para emitir, pero la realidad es que están acotadas para que solo escojan los huecos espectrales en los tres canales que tenemos asignados para emitir", explica Elia Asensio, directora de Acceso Radio de Vodafone en España.

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