Plataforma de simulação para sistemas rádio oportunistas

Abstract

O presente trabalho propõe-se estudar o desafio da partilha de espectro entre sistemas primários licenciados e utilizadores secundários não licenciados, mais especificamente avaliar as oportunidades de comunicação secundária em redes celulares UMTS. Para tal, alude-se, de forma breve, o problema da escassez de espectro, introduzem-se os conceitos de Rádio Cognitivo/Oportunista, apresentam-se as várias técnicas e desafios da detecção de espectro, e descreve-se o cenário celular sobre o qual incidiu este estudo. Apresenta-se o simulador de sistema. Descrevem-se os blocos de maior interesse da sua arquitectura bem como as modificações efectuadas para a inclusão de sistemas rádio oportunistas. Discutem-se e definem-se métricas para avaliação e caracterização das oportunidades de comunicação rádio oportunista em ambientes celulares UMTS. De uma forma geral, os resultados demonstram uma coexistência saudável entre sistemas primários e rádio oportunistas, desde que o compromisso entre potência de emissão rádio oportunista e número de frequências licenciadas disponíveis seja considerado.

ABSTRACT: This work studies the challenge of spectrum-sharing between licensed cellular mobile communication systems and unlicensed users. The aim is to evaluate the secondary communication opportunities in UMTS cellular networks. To achieve that goal, we address the issue of spectrum scarcity, we introduce the Cognitive/Opportunistic radio concepts, we show the spectrum sensing techniques and challenges and we describe the cellular scenario considered in this work. Then we present the system level simulator, the main architecture blocks as well as the changes in the platform to include opportunistic radios systems. We propose and discuss metrics to evaluate and characterize opportunistic radio communication opportunities in UMTS cellular environments. The results show that a reasonable opportunistic radio transmission power and a moderate number of available licensed frequencies will allow the deployment of opportunistic radio networks in a coexistence environment with existing licensed systems.