UIT Contribución de José M. Costa, Presidente en funciones, Grupo de Trabajo 5A del Sector de Radiocomunicaciones de la UIT (UIT–R)

Las tecnologías de radiocomunicaciones de la próxima generación flexibilizarán la utilización del espectro

Estudio pormenorizado de los sistemas radioeléctricos especificados por soporte lógico y cognoscitivos

Dada la creciente demanda de espectro de frecuencias radioeléctricas, se espera que las tecnologías nuevas y emergentes ofrezcan más flexibilidad y mejoren la eficacia de utilización. Dos tecnologías que podrían ayudar a lograr este objetivo son los sistemas radioeléctricos definidos por soporte lógico y los cognoscitivos. Ahora bien, estos adelantos no obvian la necesidad de seguir identificando espectro armonizado en todo el mundo, a fin de dar cabida a los servicios de banda ancha móviles de gran velocidad de datos que se vislumbran en el horizonte.

En un sistema de radio definida por soporte lógico (SDR), los parámetros de explotación, que comprenden, entre otras cosas, la gama de frecuencias, el tipo de modulación y la potencia de salida, pueden determinarse o modificarse por soporte lógico. Los sistemas de radiocomunicaciones cognoscitivos (CRS) tienen la capacidad de detectar y ser conscientes de su entorno operacional, pueden ajustar de manera dinámica y autónoma, consiguientemente, sus parámetros de funcionamiento, y son capaces de aprender de los resultados de sus acciones y de los modelos de utilización. De este modo se utiliza más eficazmente el espectro de frecuencias radioeléctricas y también se evitan las interferencias con otros usuarios.

Habida cuenta de estas evoluciones técnicas y de sus posibles ventajas, la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones que se celebró en Ginebra en los meses de octubre y noviembre de 2007 (CMR-07) aprobó un punto del orden del día (1.19) para la siguiente Conferencia de 2011. Con arreglo a este punto del orden del día, la CMR-11 “examinará medidas reglamentarias y su pertinencia para permitir la introducción de sistemas de radiocomunicaciones determinados por programas informáticos y cognoscitivos, basándose en los resultados de los estudios del UIT–R, de conformidad con la Resolución 956 (CMR-07)”. En esa Resolución se pide al Sector de Radiocomunicaciones de la UIT (UIT–R) que lleve a cabo estudios específicos sobre los SDR y CRS.

El UIT–R ya ha estudiado esas tecnologías avanzadas y un resultado importante de su trabajo es el Informe “Software-defined radio in the land mobile, amateur and amateur satellite services”, que publicó en febrero de 2008. En estos estudios del UIT–R se ha observado que los SDR que utilizan mecanismos de control cognoscitivos son interesantes para lograr una mejor utilización, gestión dinámica y utilización flexible del espectro.

Un seminario de la UIT examina la situación

Las empresas privadas están realizando actividades considerables de investigación y desarrollo sobre sistemas radioeléctricos cognoscitivos y las correspondientes configuraciones de red. Por consiguiente, y dado que se ha de comenzar a trabajar sobre el punto 1.19 del orden del día de la CMR-11, el UIT–R organizó el 4 de febrero de 2008 un seminario sobre sistemas radioeléctricos definidos por soporte lógico y sistemas radioeléctricos cognoscitivos, con miras a examinar cuestiones de radiocomunicaciones que podrían mejorarse con la utilización de ese tipo de sistemas.

UIT/J.M. Ferré Al inaugurar el seminario, Valery Timofeev, Director de la Oficina de Radiocomunicaciones de la UIT, dijo a los participantes que es probable que las nuevas tecnologías radioeléctricas cobren cada vez más importancia

Cuando inauguró el seminario, Valery Timofeev, Director de la Oficina de Radiocomunicaciones de la UIT, dijo a los participantes que quizá los estudios relativos a la Resolución 951 (CMR-07) sobre “Mejora del marco reglamentario internacional del espectro” estén atrasados con respecto a la evolución tecnológica y señaló que, por lo tanto, los temas del seminario quizá sean aún más importantes para el futuro de lo que parece.

Los participantes estudiaron las motivaciones del punto 1.19 del orden del día desde el punto de vista de sus principales defensores, a saber, los Estados Árabes y Europa. Debatieron posibilidades tales como un canal piloto que soporta la cognosciencia, la utilización de información de bases de datos y la utilización de espacio blanco y bandas de frecuencias especializadas en el espectro radioeléctrico.

También se presentaron las actividades de investigación avanzadas llevadas a cabo en Canadá, Europa y Japón, así como las actividades de normalización del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE).

En uno de los cuatro proyectos canadienses presentados se utilizan capacidades de radio cognoscitiva para detectar los canales de televisión inutilizados en las bandas de ondas métricas y decimétricas (VHF/UHF), a fin de aumentar el acceso de banda ancha en las zonas rurales con baja densidad demográfica. En el segundo proyecto se estudia la utilización de un canal de control de coexistencia para implementar redes WiMAX colaborativas, mientras que en el tercero se utiliza una reserva radioeléctrica cognoscitiva en Wi-Fi para apoyar operaciones mejoradas de red radioeléctrica de área local (RLAN) municipal, así como tecnologías de retroceso de muy bajo coste. En el cuarto proyecto canadiense se utiliza la radio cognoscitiva para ayudar a gestionar una mezcla de técnicas de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) y de conformación de haz a fin de mantener enlaces de alta velocidad de datos.

También se presentó el “Programa FP6 E²R” de la Comisión Europea, que quedó terminado recientemente, y el nuevo “Proyecto EC FP7 E³” en el cual se investiga el concepto de canal piloto cognoscitivo (CPC), entre otras cosas. En otro proyecto europeo, “Urban Planning for Radiocommunications (URC) and Cognitive Radio”, se investigan posibilidades de utilización del espectro de manera oportunista pero controlada (optimizada y segura). Comprende una red de detección diseminada para ayudar a evitar la interferencia, y la difusión a los reguladores de información en tiempo real sobre la calidad del espectro gestionado.

En Japón se están creando dispositivos multibanda y sintonizables (amplificadores, filtros paso banda, mezcladores y antenas) para la gama de frecuencias de 400 MHz–6 GHz y, en particular, un prototipo de radio cognoscitiva.

El Comité de Coordinación de Normas 41 (SCC41) del IEEE está llevando a cabo actividades sobre redes de acceso dinámico al espectro y se están estudiando varias de las dificultades que plantean los sistemas radioeléctricos definidos por soporte lógico y los cognoscitivos, es decir, entre otras, la evolución de las reglamentaciones mundiales y la creación de relaciones de cooperación entre los que participan en la normalización.

Evolución del mercado y dificultades de reglamentación

En los debates también se trató de determinar hasta qué punto se han de reglamentar las nuevas tecnologías. La necesidad de reglamentación no es la misma cuando el modelo es vertical u horizontal. En un modelo vertical, la explotación, el funcionamiento y la conformidad de todos los equipos y programas de un sistema son responsabilidad de una sola entidad. Esta responsabilidad perfectamente definida garantiza que todos los dispositivos cumplan los límites reglamentarios establecidos. En un modelo horizontal, muchas empresas diferentes explotarán sistemas SDR y CRS y deberán pues definirse mecanismos para garantizar que no aumente la interferencia.

La coexistencia plantea varias dificultades de reglamentación. Se han de tener en cuenta dos aspectos, a saber, los niveles de detección de los sistemas de radiocomunicaciones existentes, que pueden ser diferentes en cada segmento de frecuencia, y la necesidad de conocer los sistemas con anterioridad, ya que algunos sólo son receptores. En el canal piloto cognoscitivo es muy importante autentificar la integridad de los usuarios y mantener la privacidad, a fin de impedir que los usuarios no autorizados o malintencionados obtengan información de los sistemas existentes. También se señaló que se ha de estudiar cuidadosamente la titularidad del gestionador del canal piloto cognoscitivo, a fin de evitar comportamientos contrarios a la competencia.

Otro tema que se debatió fue el contraste entre el contexto en que se mueven actualmente los operadores, incluida la evolución de las modalidades de asignación de espectro, tales como las subastas, y los futuros modelos de actividad comercial que crearán un nuevo entorno para los operadores y reguladores.

A la luz de los debates del seminario, cabe esperar debates estimulantes sobre estos temas, y algunos más, en los trabajos que conducirán a la CMR-11.