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Los sistemas de radio cognitivo (CR-por sus siglas en inglés) que emplean espectro esparcido por salto de frecuencia (FHSS-por sus siglas en inglés) en su esquema de comunicaciones, precisan la detección ágil del patrón para su coordinación. Este requerimiento es más exigente en los sistemas que se basan en patrones de saltos no coordinado como método anti-interferencias. Para la caracterización de estas señales en tiempo real y la estimación de sus parámetros principales es necesaria la aplicación de novedosas técnicas de detección y clasificación. Entre las técnicas que permiten la detección y/o clasificación de señales FHSS se encuentran, máxima verosimilitud, auto correlación, transformada de wavelet, análisis de características tiempo-frecuencia, procesamiento de imágenes, reconocimiento de patrones, radiómetro canalizado, analizadores de espectro de barrido, entre otras. La mayoría no poseen un balance entre la complejidad en su implementación, su realización en tiempo real y la posibilidad de realizar tanto la detección y clasificación, así como la estimación de los parámetros básicos tales como frecuencia portadora, ancho de banda y comportamiento temporal. En este trabajo se presenta un novedoso algoritmo que obtiene los valores instantáneos de la amplitud, fase y frecuencia de una señal desconocida, para realizar la detección, identificación y estimación de sus parámetros principales. La propuesta logra un balance entre los requerimientos del sistema, la complejidad en su implementación, su realización en tiempo real, exigencias de muchos sistemas de CR. Se discuten los resultados obtenidos con un ejemplo de aplicación desarrollado en MATLAB para la caracterización de una señal FHSS.

Utilizar eficientemente el espectro electromagnético disponible resulta una creciente necesidad a partir del aumento acelerado de la tecnología inalámbrica. El Radio Cognitivo (CR) es una de las herramientas usadas para cumplir este objetivo atendiendo a diferentes técnicas de sensado de espectro (SS). Este artículo describe el funcionamiento de un detector de rasgos cicloestacionarios empleando los softwares Simulink de MATLAB y Xilinx System Generator para ser usado en una plataforma CR utilizando tecnología de Radio Definido por Software (SDR). La detección de rasgos cicloestacionarios es uno de los métodos de mayor utilidad, puesto que logra altas probabilidades de detección para bajos niveles de relación señal-ruido (SNR) y no llega a ser tan complejo computacionalmente como otros métodos. En este trabajo se considera un escenario práctico con una señal OFDM generada experimentalmente para comprobar si el detector propuesto cumple con los requisitos de detección que exigen los estándares internacionales. El empleo de señales OFDM tiene utilidad en diferentes aplicaciones como puede ser la Televisión Digital Terrestre (TDT). Las simulaciones realizadas demuestran que el diseño conformado presenta buenos resultados. El detector proporciona una probabilidad de detección mayor que 0.9 y de falsa alarma menor a 0.1 para valores de SNR mayores que −3 dB.

En este artículo se trata la configuración dinámica parcial como componente de los sistemas de Radio Cognitivo. La tecnología de Radio Cognitivo surge como salida a problemáticas que se enfrentan hoy en día en cuanto a un aprovechamiento más eficiente en el empleo del espectro radioeléctrico. Se hace un estudio de los componentes que son parte indispensable de un nodo o radio cognitivo, prestando mayor atención a la auto-reconfiguración dinámica parcial. Se plantea de forma general, una de las arquitecturas más elementales y prácticas según los reportes consultados, para la implementación de un Radio Cognitivo. Se tiene en cuenta la tecnología más conveniente a emplear, de la cual se exige gran flexibilidad para el diseño implementado y por lo cual se escoge los dispositivos lógicos de Arreglo de Compuertas Programable en Campo (FPGA - por sus siglas en inglés). Con el empleo de los FPGA para la implementación de un diseño con la posibilidad de auto-reconfigurarse de manera parcial, se hace un acercamiento a los Radios Definidos por Software (SDR - por sus siglas en inglés) como uno más de los componentes de los sistemas de Radio Cognitivo. En este artículo se deja preparado el camino hacia la experimentación con aplicaciones que incluyan la Reconfiguración Dinámica Parcial (DPR - por sus siglas en inglés) del Radio Cognitivo.

En la actualidad los sistemas de comunicación inalámbricos demandan mayor robustez de comunicación para evitar los efectos no deseados del canal de comunicaciones. Entre estos efectos no deseados se encuentran la interferencia inter-símbolo (ISI) y la producida por otras comunicaciones. A modo de contrarrestar este efecto los sistemas de espectro esparcido brindan una mayor robustez y seguridad en las comunicaciones, tanto en aplicaciones de índole comercial y en interés de la defensa. El presente trabajo aborda la modulación de salto de frecuencia (FHSS) como técnica de espectro esparcido. Se describe la etapa de transmisión y recepción para su diseño en FPGA. En la recepción se implementa el recuperador de sincronismo y la demodulación teniendo en cuenta las características principales de aleatoriedad y condiciones del canal de comunicaciones. Se presenta el diseño en FPGA para XILINX en relación a las etapas de adquisición y seguimiento para la recuperación de sincronismo integrado con el microprocesador Microblaze. Adicionalmente se muestran los resultados de las simulaciones de dichas etapas para el correcto desempeño del sistema.

En el presente trabajo se realiza un estudio de las técnicas avanzadas de modulación, específicamente de las NUC (Non Uniform Constellations) y su comportamiento cuando son aplicadas a estándares de DTT (Digital Terrestrial Television). Esta aseveración está en función de seguir las tendencias actuales de la DTT que imponen un reto en cuanto a la optimización del espectro. Se utiliza un algoritmo de optimización para la obtención de las NUC, mediante el cálculo de sus correspondientes DoF (Degrees of Freedom) y capacidad de canal BICM (Bit Interleaved Coded Modulation). Se realizan simulaciones para diferentes modos de trabajo del estándar DTMB (Digital Terrestrial Multimedia Broadcast) para demostrar la mejora que le confieren las NUC sobre las UC (Uniform Constellations) convencionales definidas por la norma en cuestión. Los resultados que se obtienen son validados para capacidad de canal y BER (Bit Error Rate) y están en correspondencia a estudios similares en este ámbito.

Tradicionalmente, el radio convencional ha utilizado un conjunto fijo de "métodos" de comunicación seleccionados por su operador. Actualmente se espera que un "radio cognitivo full Mitola" (CR), no solo acceda dinámicamente al espectro (DSA) de radiofrecuencia, sino que utilice una gran cantidad de métodos de comunicación actuales y pueda seleccionar el método que mejor cumpla con su objetivo bajo el entorno operativo en que se encuentra. Para hacer posible el CR, se desarrolló un agente inteligente (IA) llamado motor cognitivo (CE), que es en esencia un conjunto de algoritmos de aprendizaje automático, bases de datos, mecanismos de razonamiento y optimizadores. Siendo el CE el núcleo del radio cognitivo, permite que el CR tenga las capacidades de aprendizaje, razonamiento y auto reconfiguración deseadas. Cada algoritmo de motor cognitivo tiene fortalezas y limitaciones que lo hacen más adecuado para ciertos escenarios operativos (condiciones de canal, objetivo operativo, hardware disponible, etc.) que otros algoritmos. Para obtener una mejor comprensión de las funciones y similitudes entre los algoritmos presentados, identificamos dos tareas principales del CR; la clasificación de características de la señal detectada y la toma de decisiones. A partir de una estructura básica, se han desarrollado diferentes arquitecturas de CE, cada una de ellas con sus peculiaridades. A pesar de la escasa literatura disponible sobre el estado del arte del CE, en este artículo ofreceremos de manera didáctica, una visión detallada y abarcadora del CE, sus posibles arquitecturas y los algoritmos que rigen su desempeño.

Hay dos configuraciones principales de radio cognitivo; el Radio Cognitivo completo (CR) o “full Mitola” y el radio cognitivo para solo “sensado del espectro”. El primero sensa los parámetros del entorno del espectro radioeléctrico que lo rodea, aprende de dicho entorno y tiene la capacidad de auto reconfigurarse automáticamente para utilizar, eficientemente para su transmisión, los espacios disponibles del espectro. Mientras, un radio cognitivo para solo sensado del espectro solo detectará la presencia de canales en un espectro de frecuencia. La extraordinaria complejidad de la implementación del radio cognitivo determinó que primero surgieran las aplicaciones de solo sensado. En la actualidad el CR “full Mitola” es una tecnología de comunicaciones inalámbricas que aborda, en primer lugar, la solución del ineficiente uso del espectro de radio y apoya la evolución de las aplicaciones de telecomunicaciones inalámbricas existentes, tanto civiles como militares. En las aplicaciones civiles, para lograr la adaptación del enlace, es muy importante conocer las características del tipo de modulación utilizado. En las aplicaciones militares, no hay información disponible sobre la señal presente en una banda de frecuencia y, por lo tanto, existe la necesidad de que un receptor CR identifique a ciega el formato de modulación empleado en la señal. El clasificador automático de modulación (AMC) es un componente vital del CR que lo ayuda a identificar el formato de modulación empleado en la señal detectada. El objetivo de este artículo va dirigido a presentar, de forma actualizada y coherente, los progresos de los clasificadores automáticos de modulación para CR.

El limitado espectro radioeléctrico disponible, pero fundamentalmente la ineficaz política de su asignación estática, requiere para su uso más eficiente, de una nueva tecnología de comunicación conocida como Redes de Radio Cognitivo. Una funcionalidad importante del Radio Cognitivo es sensar el espectro accediendo al mismo de forma dinámica, donde la precisión y la velocidad de la estimación resultan ser los indicadores claves para seleccionar la adecuada técnica de detección. La detección de energía se considera una técnica preferida debido a su simplicidad, bajo costo, aplicabilidad y baja complejidad computacional. En este artículo se recopila, a partir de los resultados de la investigación internacional, la actualización de los avances alcanzados en el desempeño de esta técnica. Se parte de la prueba de hipótesis binaria y la utilización de modelos de simulación para el análisis de los principales parámetros de interés del detector de energía, tales como son: la estadística de decisión, las probabilidades de detección y de falsa alarma, el umbral de decisión y la curva de operación del receptor. Finalmente, comparamos los resultados teóricos de las probabilidades de detección en diferentes entornos de desvanecimiento.

Las oportunidades que brinda la televisión digital han captado la atención tanto de proveedores como de televidentes pues abre el camino a servicios que la televisión analógica tradicional no podía ofrecer al permitir al usuario convertirse en una parte más activa del mundo de la televisión. Luego de varios años del proceso de despliegue de la televisión digital en el contexto nacional no se cuenta aún con STB (Set Top Box) autóctono y se constata que las bondades que ofrece están sin aprovecharse a plenitud. Debido a esta situación en la presente investigación se diseñan esquemas que utilicen la Raspberry Pi como plataforma base de STB para alcanzar un mayor nivel de interactividad en la señal televisiva. Para ello se confecciona una estructura de datos basada en casos de estudio de interés para empresas proveedoras de servicios para la comunicación entre la Raspberry Pi como cliente STB y el proveedor de servicios interactivos. Las pruebas realizadas demuestran que la Raspberry Pi es una opción válida como plataforma de hardware base del STB cubano que puede soportar como canal de retorno las tecnologías que brinda la empresa ETECSA para la informatización de la sociedad.