Contribution to the development of models, strategies, and techniques for passive spectrum awareness in cognitive radio systems (2012)

La tecnologia denominada como Cognitive Radio surgio como un nuevo y prometedor paradigma para gestionar el uso del espectro, al objeto de remediar las desventajas que implicitamente poseen los dispositivos radio electricos convencionales en la forma de intercomunicarse entre ellos en la actualidad.
 Esta nueva generacion de dispositivos radioelectricos han de poseer capacidades cognitivas, siendo posiblemente la funcion de monitorizacion del espectro la mas importante, compleja y retadora. En este sentido, ya han pasado mas de diez anos desde que el termino Cognitive Radio fue introducido en el campo de las Telecomunicaciones, y muchos esfuerzos cientificos-tecnicos estan todavia en vias de desarrollo para intentar determinar las tecnicas mas fiables para llevar a cabo la monitorizacion del espectro dentro del contexto del Cognitive Radio. Sin embargo, es posible que se necesiten algunos anos (tal vez mas de una decada) antes de que podamos ser capaces de incorporar soluciones tecnologicas a todos los retos involucrados. Esta es la razon por la cual esta Tesis esta orientada a proponer y desarrollar modelos, estrategias y tecnicas enfocadas a hacer uso de la informacion avanzada que hoy en dia es adquirida en las redes primarias modernas y con el objetivo de establecer radiocomunicaciones oportunistas basadas en la tecnologia Cognitive Radio con un esquema de deteccion asistida y mediante la explotacion de las fortalezas/debilidades que ocurren de manera natural dentro los entornos que albergan a los sistemas de radiocomunicaciones.
 En concreto, la contribucion principal de este trabajo de investigacion radica en introducir comunicaciones secundarias oportunistas a traves de:
- Canales primarios descartados dentro de un sistema basado en la tecnologia OFDM donde: la ortogonalidad de las subportadoras; la resolucion acerca de un reparto optimo de potencia, es decir, para el usuario con licencia y, la incorrelacion entre un usuario primario y otro secundario, fueron utilizadas para establecer una transmision de baja prioridad mediante una subdistribucion de potencia realizada exclusivamente sobre los recursos radioelectricos que fueron desechados por el usuario primario.
- Condiciones de desvanecimiento extremas dentro de un entorno multiusuario basado en la tecnologia SC-FDMA donde: la selectividad en frecuencia; la naturaleza variante con el tiempo de un canal movil; la incorrelacion entre usuarios con licencia y sin licencia; el conocimiento recabado por la estacion base y la retroalimentacion que esta ultima provee a los usuarios dentro de la red, fueron utilizadas para inducir interferencia secundaria sobre las subportadoras primarias asociadas a condiciones de desvanecimiento extremas para los valores minimos (nulos) y maximos (picos) del radiocanal. Se resalta que, la implementacion del entorno multiusuario fue complementada con la incorporacion de un planificador de canal (un algoritmo de optimizacion basado en el metodo Hungaro que fue mejorado con relacion a lo que ya existe en la literatura y, por tanto, representa una contribucion colateral), que permitio tambien evaluar la propuesta bajo un esquema de asignacion dinamica de los recursos radioelectricos.
- La robustez espacio-temporal de un sistema MIMO basado en una estructura SC-FDMA donde: la modelizacion de la repentina aparicion de valores singulares que ofrecen una mayor resistencia a las distorsiones; la informacion adquirida en la estacion base y, la incorrelacion entre usuarios primarios y secundarios, fueron empleadas a fin de superponer una comunicacion de baja prioridad que no ha de degradar severamente el rendimiento del usuario primario.
Lo anterior a objeto de extender los principios basicos de la tecnologia 'cognitive radio', mediante la propuesta de utilizar tanto los recursos tecnologicos que ya han sido desplegados como los naturales de una manera mas eficaz.