Monitorización del Espectro Multibanda en Radios Cognitivos

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Profesores: Dr. Alfonso Prieto Guerrero y Dr. Rafael Aguilar González

Resumen: Actualmente la administración del espectro radioeléctrico, está basada en licencias de uso exclusivo para operar en frecuencias fijas, otorgadas por los organismos reguladores de cada país. Esta asignación fija de frecuencias ha provocado la escasez de bandas de frecuencia libres para operar nuevos servicios. Sin embargo es bien sabido que existe una sub-utilización de esta bandas, debido a que el servicio proporcionado no es continuo (e.g. el sistema de telefonía celular 3G o 4G actuales). La optimización de la distribución del espectro ha llevado al desarrollo de un nuevo paradigma denominado Radios Cognitivos, CRN (Cognitive Radio Networks) por sus siglas en inglés, el cual es un modelo de las comunicaciones inalámbricas planteado por Mitola; en dónde los dispositivos de comunicación adaptan sus parámetros de operación para comunicarse eficientemente, evitando interferencias con otros dispositivos; sobre todo con los usuarios que poseen prioridad en el uso de una cierta banda (cierto servicio) denominados usuarios primarios o licenciados.

El tema propuesto en este proyecto es sobre la monitorización del espectro multibanda. Aunque en general la monitorización del espectro es entendida como la medición del contenido espectral o la medida de la energía de radiofrecuencia sobre el espectro; para el caso de radios cognitivos, es un término más general que involucra la obtención de características del uso del espectro a través de múltiples dimensiones tales como el tiempo, espacio, frecuencia y código. Bajo esta perspectiva, esta medición incluye la determinación de que tipos de señales están ocupando el espectro, a saber tipo de modulación, forma de onda, anchos de banda, frecuencias de portadora, etc.; lo cual requiere de algoritmos o técnicas de análisis de señales poderosos. Con base en esto, la búsqueda de esquemas eficientes de monitorización del espectro no está agotada, al contrario es un nicho de oportunidad en la investigación. Sin embargo es importante remarcar que en la actualidad, dada las necesidades de hardware y la complejidad de las técnicas, los métodos de monitorización del espectro basados en la detección de energía son los más utilizados, aunque no necesariamente son los más eficientes. Nuestra motivación principal es la búsqueda de técnicas que mejoren la eficiencia espectral de los sistemas de comunicación digital con un enfoque de radios cognitivos multibanda o de banda ancha.

Objetivo general

  • Implementar y evaluar algoritmos de monitorización del espectro radioeléctrico multibanda en el contexto de los radios cognitivos.

Objetivos específicos

  • Comprender los principios de la monitorización del espectro multibanda y su aplicación en los radios cognitivos.
  • Estudiar y seleccionar dos algoritmos.
  • Evaluar el desempeño de los algoritmos seleccionados en la plataforma de desarrollo MATLAB.

Uso de métricas generalizadas en clasificadores usando coloración de gráficas suaves
Estudio comparativo de algoritmos de solución para el problema de coloración de graficas suaves.

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