20/11/12

• Artigo sobre "rádio cognitivo" no portal e-Thesis + Outras referências

Olá, WirelessBR e Celld-group!

01.
Como o "rádio cognitivo" voltou à tona (pelo menos aqui nos Grupos...), a participante e jornalista, Jana de Paula, "owner" do e-Thesis, lembrou deste artigo publicado em 2008:
Leia na Fonte: e-Thesis
[05/03/08]  FBMC, modulação para rádio cognitivo - por e-Thesis  (transcrito mais abaixo)

Obrigado, Jana! Sucesso para o e-Thesis!

02.
Dou uma "passadinha" no Google.
Nas primeiras referências, anoto também este artigo de 2008 (não transcrito aqui):

Leia na Fonte: Universidade Federal do Rio de Janeiro
[2008]  Rádios Cognitivos - por Luis Henrique e Otto Pedro Smith Coutinho
Sumário: 1. Introdução / 2. Funcionalidades Propostas / 3. Compartilhamento do Espectro /  4. Desafios / 5. Conclusão / 6. Perguntas /7 . Referências

03.
Ainda da relação inicial do Google, registro este outro, de 2011:
Leia na Fonte: CPqD - Origem: Teletime
[04/07/11]  Rádio cognitivo e acesso dinâmico ao espectro -  por António Carlos Bordeaux  (transcrito mais abaixo)

António Carlos Bordeaux é Diretor de gestão da inovação do CPqD.
Colaboraram Takashi Tome, pesquisador, Marco António Ongarelli, gerente de articulação da inovação, e Juliana Bazzo

04.
Fiquei salivando reativar a antiga Seção sobre "rádio cognitivo"... :-)
Mais indicações interessantes?
Comentários de participantes estudando o assunto, fazendo experiências ou implementando "rádios cognitivos" profissionalmente?

05.
Os "posts" de ontem:
• Rádio Cognitivo - Artigo: "Espectro e novas tecnologias de rádio digital – oportunidades e desafios" - por Carlos A. Afonso
• O rádio cognitivo e o futuro da internet - por Cristina de Luca

Boa leitura!
Um abraço cordial
Helio Rosa
Portal WirelessBRASIL

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Leia na Fonte: e-Thesis
[05/03/08]  FBMC, modulação para rádio cognitivo - por e-Thesis

Para evitar a saturação do espectro de radiofreqüência, um grupo de empresas e laboratórios de pesquisa desenvolve a modulação FBMC (Filter Bank Multicarrier Modulations) para transmissão de sinais independentes aos portadores. O objetivo é criar um demonstrador do tipo WiMAX em FBMC. Os pesquisadores estimam que a atual modulação OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) não resolve esta questão. Desenvolvida há uma década, a OFDM divide o sinal digital num grande número de portadores, criando dependência mútua e sobrecarregando o uso das bandas aéreas. O protótipo será comparado ao WiMAX clássico em termos de banda e robustez em relação a outras fontes de rádio perturbadoras. Os europeus esperam criar esta norma, mundialmente, em cinco anos a dez anos. É a nova tecnologia de rádio cognitivo, a visão 'futurista' da alocação dinâmica de espectro (DSA).

Entre as companhias que participam do projeto estão a Alcatel-Lucent e a Agilent, especialista de analisadores de espectro. A antena do demonstrador assegurará o papel de emissor-receptor, mas também o de scanner das freqüências. O grosso do trabalho consistirá, sobretudo, em conceber um algoritmo das modulações. O financiamento está estimado em 4 milhões de euros, cuja metade será aportada pelo PCRD (European Union framework programme for research and development). Para tratamento de sinais, foi incorporada a equipe da universidade finlandesa de Tempere, parceira da Nokia.

O porquê das novas tecnologias

Após a banda FM, a televisão, o rádio amador ou governamental, o espectro de rádio freqüência abriga as tecnologias móveis GSM, UMTS, TV digital e uma série de novas ligações de dados como Wi-Fi, WiMAX, RFID, Galileo... Com o aumento da banda, a saturação não tende a diminuir. De modo a evitar este enforcamento, 13 organizações industriais e laboratórios criaram o consórcio OverDrive para análise e aplicação de uma nova tecnologia de comunicação para melhor exploração dos canais existentes. É a chamada alocação dinâmica de espectro (DSA) no contexto de um ambiente multi-rádio reconfigurável. Mas, há ainda um caminho mais futurista: o rádio cognitivo. 

"É necessário aproximar a qualidade das ligações sem fio às ligações cabeadas, em termos de banda e qualidade de serviço", explica Maurice Bellanger, coordenador do projeto no Conservatório nacional de artes e métodos (CNAM), na França. Ao contrário das ligações com fio, gerencia-se mal a propagação das ondas de rádio no ar e através de obstáculos. A perda de energia de sinais varia de acordo com o quadrado da distância, mas algumas vezes esta proporção é ao cubo ou por capacidade quatro vezes superior à potência onde as ondas se atenuam. Os canais eletromagnéticos têm outra desvantagem: são limitados em número, contrariamente aos fios, que se pode multiplicar à vontade. Enfim, o uso das bandas de freqüência é muito regulado, em âmbito nacional e internacional, e é difícil utilizar o espectro para necessidades imediatas.

Mesmo que, atualmente, a carência de canais permaneça artificial - nos EUA, por exemplo, um estudo demonstrou que a média de ocupação de uma freqüência é de 6% -, algumas freqüências estão, de fato, saturadas, contra outras em situação bem mais tranqüila. "Muitos proprietários de espectro utilizam-no mal, sobretudo a televisão", confirma Bellanger. Para ajustar este quadro, num primeiro momento, os pesquisadores trabalham sobre a alocação dinâmica de canais: hoje, cada operadora de telecom tem um espectro fixo que lhe é atribuído por antenas. A alocação dinâmica consiste em atribuir largura de banda da qual cada usuário necessita em tempo real. O padrão WiMAX é um dos poucos já integrados a esta tecnologia.

Quanto ao rádio cognitivo, consiste em detectar os 'buracos' no espectro e a explorá-lo imediatamente. Esta estratégia impõe que se equipe a rede de comunicação com scanners. Isto implica, também, uma grande reatividade dos sistemas de comunicação, já que os proprietários de espectro devem poder, imediatamente, recuperar suas freqüências. Na pesquisa, um dos objetivos será a reatividade da segunda ordem de freqüência.

Os pesquisadores do projeto estimam que tanto a alocação dinâmica quanto o rádio cognitivo se aplicam mal ao estado atual da modulação OFDM. Este tipo de modulação consiste em dividir o sinal digital num grande número de portadores, do mesmo modo como, no ambiente com fio surgiu o ADSL. Em radiofreqüência, o Wi-Fi utiliza 50 sub-bandas para transmitir um sinal. A TNT (radio frequency identification implemented) é a campeã nesta matéria, pois secciona o sinal em 8 mil bandas: o espaço entre cada portador da TNT atinge valor mínimo de 4 kilohertz.

O limite da OFDM é transmitir as informações por blocos de dados, de modo que cada portador seja dependente dos outros. A alocação dinâmica das sub-bandas é, portanto, complicada nesta modulação. Quanto ao rádio cognitivo, os especialistas do consórcio estimam que a OFDM não ofereça resolução suficiente, pois é extremamente sensível às interferências.

Fonte: Les Echos

Leia mais no site do IEEE

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Leia na Fonte: CPqD
[04/07/11]  Rádio cognitivo e acesso dinâmico ao espectro - por António Carlos Bordeaux

António Carlos Bordeaux é Diretor de gestão da inovação do CPqD.
Colaboraram Takashi Tome, pesquisador, Marco António Ongarelli, gerente de articulação da inovação, e Juliana Bazzo.

Na busca de soluções para o Plano Nacional de Banda Larga (PNBL), uma das soluções aventadas é o rádio cognitivo. Mas o que seria isso? Em poucas palavras, "rádio cognitivo" é um rádio que possui inteligência suficiente para se reconfigurar e se adaptar ao meio ambiente, a fim de executar a tarefa necessária à sua função. São rádios digitais (SDR) que utilizam softwa-re que permite sua adequação ao meio. Os dispositivos computadorizados atuais já possuem uma capacidade de autoconfiguração, mas em geral apenas para as funcionalidades acima da camada IP. No rádio cognitivo, essa inteligência começa na camada da transmissão física, ao detectar e processar os ténues sinais de radiofrequência.

O conceito de rádio cognitivo foi criado em 1999 por Joseph Mitola. Na época, a preocupação dele era fazer com que os dispositivos de rádio tivessem inteligência suficiente para tirar o máximo proveito do canal de comunicação. Por exemplo, se o canal estivesse com pouco ruído ou multipercurso, seria bobagem desperdiçar esforço computacional tanto no transmissor quanto no receptor processando códigos desnecessários.

Ao longo do tempo, essas ideias se alargaram, abrangendo atualmente um horizonte bem mais amplo. Hoje, rádio cognitivo é sinónimo de uma melhor forma de ocupação do espectro, o qual, segundo medidas realizadas por diversos pesquisadores ao redor do globo, se encontra bastante subutilizado.

Existem diversas aplicações potenciais para essa tecnologia. Uma delas seria a implantação de uma rede de acesso Internet, nos moldes de uma rede Wi-Mesh, agregando os recursos de rádios cognitivos para uma maior flexibilidade de uso do espectro. Outra possibilidade, retomando a concepção inicial, seria a implementação de equipamentos de rádios (notadamente as ERBs de sistemas 3G ou 4G) autonômicos, ou seja, com capacidade de autoconfiguração descendo ao nível de camada física. Mas um dos exemplos mais significativos foi o apresentado pelo prof. Przemyslaw Pawelczak há alguns anos, citando um desastre ocorrido na Holanda. Naquele episódio, um incêndio em um depósito de material inflamável provocou diversas mortes e danificou, inclusive, parte dos sistemas de comunicação.

As equipes de resgate viram-se então face a uma situação desesperadora, na qual os sistemas das diversas equipes (bombeiros, médicos e voluntários) não conversavam entre si. Observa-se assim que, a inteligência nos rádios, mais que uma oportunidade, aproxima-se de uma necessidade premente.

Os estudos sobre os rádios cognitivos e otimização do uso do espectro mostram a existência de diversas abordagens possíveis. Na abordagem atual, exceto pelas faixas totalmente livres (ISM, Wi-Fi, etc.), o espectro é alocado geográfica e espectralmente a usuários fixos (direito exclusivo de uso do espectro). Uma primeira alternativa seria a de possibilitar o uso compartilhado, em períodos determinados, por diferentes usuários ou serviços (alocação dinâmica do espectro). Por exemplo, um canal não utilizado durante a madrugada poderia ser empregado para trafegar dados.

Uma alternativa diametralmente oposta seria a de liberar totalmente algumas faixas do espectro, para que possam ser utilizadas por meio de redes Wi-Fi ad-hoc ou similares.

Uma terceira vertente é a do acesso hierárquico - que recebe esse nome por fazer uma distinção entre usuários primários e secundários. Conforme denominação da Anatei, usuários primários são aqueles cuja faixa é protegida contra interferências. Existem duas possíveis abordagens nesse caso. Na primeira, denominada "subjacente" (underlay) o sinal do rádio cognitivo, de baixíssima intensidade, coexiste com o sinal primário em forma de ruído de fundo. É como se fosse um sinal CDMA convivendo com o sinal principal. Na outra abordagem (overlay), o sinal oportunístico é justaposto aos vãos livres do espectro, possivelmente nas bandas de guarda dos sinais principais.

Observa-se assim que o rádio cognitivo, mais que um novo patamar nas comunicações sem fio, é praticamente um novo campo, com muitas potenciali-dades e desafios. O CPqD está organizando um workshop sobre o tema, e mais informações (incluindo as apresentações) podem ser encontradas em radiocognitivo.cpqd.com.br.

Fonte: TELETIME