Sistemas Radioeléctricos Cognoscitivos (CRSs)

Definición, aplicaciones, beneficios y uso

José Costa, Presidente, UIT-R Grupo de Trabajo 5A (GT 5A) Correo-e: jose.costa@ericsson.com

Tercer congreso internacional de espectro Innovación en el uso del espectro Bogotá, 12-13 Nov 2013

Definición UIT-R: Sistema Radioeléctrico Cognoscitivo (CRS)

“Se trata de un sistema radioeléctrico que utiliza una tecnología que permite al sistema extraer información de su entorno operativo y geográfico, las políticas establecidas y su situación interna; y adaptar de manera dinámica y autónoma sus parámetros y protocolos operacionales en función de la información obtenida a fin de cumplir unos objetivos predeterminados, así como extraer enseñanzas de los resultados obtenidos.” Referencia: Informe UIT-R SM.2152 “Definiciones de sistema radioeléctrico determinado por programas informáticos (RDI) y sistema radioeléctrico cognoscitivo (SRC)”

Concepto de Sistema Radioeléctrico Cognoscitivo

Internal state

Learning

Obtaining knowledge

Decision and Adjustment

C R SOutside World

Referencia: Informe UIT-R M.2225 “Introduction to cognitive radio systems in the land mobile service” (en inglés solamente)

Métodos para obtener conocimientos

• Evaluación de la calidad del enlace de radio y de la red

• Escuchando a un canal de control inalámbrico • Detección del uso del espectro • Geo-localización • Uso de bases de datos • Colaboración entre nodos del CRS y otros

nodos diferentes del sistema de radio .

Decisión y Ajustes • Los parámetros de funcionamiento que pueden

ser modificados por el CRS incluyen pero no están limitados a los siguientes parámetros: – La potencia de salida – La frecuencia de funcionamiento – El tipo de modulación – La tecnología de acceso de radio

• Esto puede implementarse mediante la tecnología de un sistema radioeléctrico determinado por programas informáticos (SDR).

Extrayendo enseñanzas • Permite la mejora del rendimiento del CRS

mediante el uso de la información almacenada de sus acciones anteriores y sus resultados.

• Cada acción es evaluada y los parámetros son optimizados para mejorar aún más el rendimiento (por ejemplo, mejorar la capacidad).

• Recopila y mantiene el conocimiento mientras opera en el entorno cambiante de la radio y potencialmente puede usar esta información en futuras transmisiones.

Algunos de los beneficios potenciales del CRS

• Flexibilidad adicional • Mejorar la eficiencia del uso del espectro • Autocorrección y tolerancia a los fallos • Despliegue de nuevos sistemas de

comunicación en las zonas afectadas por desastres o en situaciones de emergencia

• Eficacia de energía adicional usando CRS • Posibles nuevas aplicaciones de comunicación

móvil.

El CRS es un habilitador • Orden del día 1.19 (CMR-12): “examinar medidas

reglamentarias y su pertinencia para permitir la introducción de sistemas de radiocomunicaciones cognoscitivos y determinados por programas informáticos, basándose en los resultados de los estudios del UIT-R, de conformidad con la Resolución 956 (CMR-07)”

• Un CRS es un conjunto de funcionalidades de tecnologías de radio no específicas y no debe ser confundido con un Servicio de Radiocomunicación.

RECOMENDACIÓN 76 (CMR-12) Instalación y utilización de sistemas de

radiocomunicaciones inteligentes reconoce a) que todo sistema de radiocomunicaciones que aplique la tecnología CRS tiene que funcionar con arreglo a las disposiciones del Reglamento de Radiocomunicaciones; b) que la utilización de las CRS no exime a las administraciones de sus obligaciones relativas a la protección de estaciones de otras administraciones que funcionan de conformidad con el Reglamento de Radiocomunicaciones; c) que se espera que los CRS proporcionen flexibilidad y mayor eficiencia a la utilización global del espectro.

Uso de CRS en Radiocomunicaciones

• “Cualquier sistema de un servicio de radiocomunicación que utiliza tecnología de CRS en una banda de frecuencia determinada operará conforme a las disposiciones del Reglamento de Radiocomunicaciones que rigen el uso de esa banda” Referencia: Informe UIT-R M.2225 “Introduction to cognitive radio systems in the land mobile service” (en inglés solamente)

• Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) Edición of 2012: http://www.itu.int/pub/R-REG-RR-2012

Radiocomunicaciones en espacios en blanco de acuerdo con el RR

• Dentro de un servicio de radiocomunicaciones atribuido bajo las regulaciones establecidas para la banda en caso, incluyendo las regulaciones internacionales, regionales y nacionales, según sea necesario.

• Bajo el Artículo 4.4 del RR “Las administraciones de los Estados

Miembros no asignarán a una estación frecuencia alguna que no se ajuste al Cuadro de atribución de bandas de frecuencias incluido en este capítulo o a las demás disposiciones del presente Reglamento, excepto en el caso de que tal estación, al utilizar dicha asignación de frecuencia, no produzca interferencia perjudicial a una estación que funcione de acuerdo con las disposiciones de la Constitución, del Convenio y del presente Reglamento ni reclame protección contra la interferencia perjudicial causada por dicha estación.”

TV espacios blancos Una porción de espectro en una banda atribuida al servicio de radiodifusión y usada para la radiodifusión de televisión que es identificada por una administración como disponible para comunicaciones inalámbricas en un momento dado en una zona geográfica determinada a base de que no interfiera y no tenga protección en relación con otros servicios con una prioridad más alta a nivel nacional.

Referencia: Informe UIT-R M.2225 “Introduction to cognitive radio systems in the land mobile service” (en inglés solamente)

Trabajos en curso en el UIT-R (1 de 3) • ITU-R Working Party 5A: Wireless Access & Amateur

– Report ITU-R M.2225 “Introduction to cognitive radio systems in the land mobile service”

– Working towards a draft new Report ITU-R M. [LMS.CR2] on CRS in the land mobile services

– Seminar on CRS and the use of white spaces (18 Nov 2013)

• ITU-R Working Party 5C: Fixed Service – Working towards a draft new Report ITU R F.[FS-SDR] on

the impact of SDR and CRS on the fixed service

• ITU-R Working Party 5D: IMT Systems – Report ITU-R M.2242: CRS specific for IMT systems – Additional studies of CRS implementation in IMT

Trabajos en curso en el UIT-R (2 de 3) • ITU-R Working Party 6A: Terrestrial Broadcasting

– Preliminary draft new Report ITU R SM.[ASSESSDTTBCRS] on assessment of interference into the broadcasting service from cognitive devices in the frequency band 470 – 790 MHz

• ITU-R Working Party 1C: Spectrum Monitoring – Studies in response to Question ITU-R 235/1 on Spectrum

Monitoring Evolution, including impact of CRS on spectrum monitoring

– Draft new Recommendation ITU-R SM.[SPEC_MON_EVOLUTION]

– Working towards a draft new Report ITU-R SM.[SPEC_MON_EVOLUTION]

Trabajos en curso en el UIT-R (3 de 3) • ITU-R Working Party 1B: Spectrum Management

– Report ITU-R SM.2152: Definition of SDR and CRS – Studies on WRC-12 Agenda item 1.19 (2008-2012) – Working document towards a PDN Report ITU R

SM.[WHITE-SPACE] on spectrum management principles and spectrum engineering techniques for the use of white spaces by radio systems employing cognitive capabilities

– Workshop on Spectrum Management related issues (20 January 2014). Possible topics:

• Creation & responsibility/maintenance of spectrum/geolocation database for use by white space devices

• White space network authorization/licensing regime • Protection of incumbent radiocommunication services • Coordination in border areas • Economic aspects.

Referencias

Report ITU-R SM.2152 “Definitions of Software Defined Radio (SDR) and Cognitive Radio System (CRS)” Report ITU-R M.2117-1 “Software defined radio in the land mobile, amateur and amateur satellite services” Report ITU-R M.2225 “Introduction to cognitive radio systems in the land mobile service” Report ITU-R M.2242 “Cognitive radio systems specific for IMT systems” Question ITU-R 230-3/5 “Software defined radios” Question ITU-R 241-2/5 “Cognitive radio systems in the mobile service” Question ITU-R 235/1 “Spectrum monitoring evolution” Resolution ITU-R 58 “Studies on the implementation and use of cognitive radio systems” Recommendation 76 (WRC-12) “Deployment and use of cognitive radio systems” Annex 26 to Document 5A/306: “Working document towards a preliminary draft new report ITU-R [LMS.CRS2]” (Next WP 5A meeting will be held 8-28 November 2013, refer to http://www.itu.int/md/R00-SG05-CIR-0040/en) SDR and CRS Seminar held by ITU-R WP 5A on 4 February 2008: http://www.itu.int/oth/R0A06000047/en Doc. 5A/INFO/4 (2008) Presentations, speaker biographies and audio feeds - Seminar on software defined radio and cognitive radio systems (Geneva, 4 February 2008) Doc. 5A/INFO/3 (2008) Summary highlights of the Seminar on software defined radio and cognitive radio systems - Geneva, 4 February 2008 Upcoming ITU-R WP 5A Seminar: Geneva, 18 November 2013 – WP 5A Seminar on Cognitive Radio Systems and the use of White Spaces - Draft programme: http://www.itu.int/oth/R0A06000059/en