L'unità di ricerca Radio Cognitive si occupa di aspetti relativi all’efficienza nell’uso dello spettro da parte di sistemi radio in scenari di propagazione realistici. In questo ambito si inseriscono le metodologie per l’allocazione dinamica e flessibile dello spettro radio, anche su base opportunistica, in funzione delle condizioni locali di richiesta di traffico e copertura radio. L’attività include l’analisi e la valutazione di architetture di rete, tecnologie innovative e criteri per l’allocazione dello spettro, principalmente per sistemi wireless di accesso alla larga banda.

Nel 2013 è proseguita l’attività di ricerca sulla coesistenza tra broadcast televisivo e dispositivi non licenziati, noti come White Space Device, sulla banda UHF. Tale attività s’inserisce nel contesto più ampio di analisi, in contesti di propagazione radio realistica, della coesistenza tra sistemi in bande sovrapposte o affiancate, sia in senso distruttivo (come nel caso dei WSD) che in senso cooperativo.

Per quanto riguarda l’ambito specifico dei WSD, l’attività ha portato avanti i tre filoni d’indagine già avviati nel 2012:

  1. Elaborazione di un modello generale per il calcolo della potenza massima in emissione per un WSD da parte di un geolocation database che regola l’accesso dei WSD; il modello comprende un calcolo analitico della qualità del segnale televisivo prima e dopo l’accensione di un WSD, sulla base delle previsioni di campo effettuate a partire dai dati sui trasmettitori televisivi; la geometria del relativo posizionamento tra WSD e antenna televisiva potenziale vittima di interferenza; la propagazione tra WSD e antenna televisiva; i parametri di valutazione della qualità del sistema televisivo; l’inserimento della opportuna soglia di massimo degrado apportato dall’accensione del WSD; la possibilità di considerare coperture televisive tramite reti MFN e reti SFN.
  2. Elaborazione e valutazione di un modello semplificato per valutare le stesse grandezze con minore sforzo computazionale, basato su un’unica informazione della qualità locale del servizio televisivo su ogni canale, identificata nel C/I. Il degrado massimo tollerabile è espresso in termini di un valore Delta C/I, funzione del C/I locale; diversi andamenti di questa funzione sono stati ideati e analizzati, per valutare il diverso grado di protezione del servizio televisivo.
  3. Utilizzo combinato di geolocation database e sensing autonomo da parte del dispositivo WSD; in questo ambito è stato sviluppato un algoritmo per la combinazione delle informazioni provenienti da geolocation database e da sensing per determinare il valore di potenza trasmissibile su un dato canale da parte del WSD; in particolare, l’algoritmo esamina l’accordo tra le informazioni e determina le eventuali modifiche al valore di potenza indicato dal geolocation database in caso di totale o parziale disaccordo; i vantaggi dell’applicazione di tale algoritmo sono stati valutati in uno scenario reale di servizio televisivo nella regione Friuli, nell’ipotesi che le informazioni del geolocation database siano affette localmente da errore statistico.

Per quanto riguarda l’approccio generale alla coesistenza, è stata avviata la progettazione di uno strumento software modulare in grado di simulare da una parte scenari propagativi e di richiesta di traffico, e dall’altra gli aspetti sistemistici di varie tecnologie. S’intende realizzare uno strumento con interfaccia flessibile in grado di simulare varie tipologie di coesistenza tra sistemi. Tra i molteplici obiettivi dell’analisi di coesistenza, si citano la formulazione e valutazione di tecniche di ottimizzazione nell’allocazione di risorse spettrali agli utenti, insieme all’analisi di prestazioni radio di architetture multi-tecnologia e multi-banda, in prospettiva di scenari ad alta flessibilità ed efficienza quali quelli previsti nella visione concettuale di reti 5G.

Si prevede che l’attività del prossimo anno sarà indirizzata in modo particolare all’analisi e alla formulazione, in senso generale ove possibile, di:

  • criteri di compatibilità tra sistemi operanti in bande sovrapposte o adiacenti;
  • metriche di prestazioni in scenari multibanda e multitecnologia al variare dello scenario di traffico e propagazione;
  • modellizzazione di sistemi e tecniche per l’aumento di efficienza spettrale.