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Sistema de Radiocomunicação Congnitiva

RÁDIO COGNITIVA
Por Ronald Siqueira Barbosa

O sistema de radiocomunicação cognitiva veio como uma evolução dos sistemas adaptativos (adaptive systems) que estavam afetos às faixas de onda média e de HF em que as condições de propagação eram incontroláveis. Os sistemas adaptativos mudavam seus parâmetros, frequência e potência de transmissão, buscando sempre as melhores condições para beneficiar a qualidade da recepção desses sinais. Isso não foi para a frente.

O conceito de sistema de radiocomunicação cognitiva é mais genérico numa gama de faixas de frequências maior. Ele vem, como tem sido dito, para otimizar, ou melhor dizendo, para aperfeiçoar o uso do espectro eletromagnético.

Ele utiliza como base, um sistema inteligente de comunicação que analisa o ambiente em que se encontra e adapta-se às variações estatísticas desse ambiente para criar estímulos de tal forma que favoreçam uma transmissão de radiocomunicação sempre com alta confiabilidade e com o uso eficiente do espectro radioelétrico.

A importância dessa inovação tecnológica, que entre outras coisas permite o controle da potência de transmissão e tem a capacidade de gerenciar dinamicamente o espectro, é a facilidade de adaptação de sua transmissão numa faixa do espectro que apresente ausência de sinal ou de transmissão.

Acontece que o espectro radioelétrico por ser um recurso natural e escasso sempre foi utilizado com autorização governamental, tanto na transmissão quanto na recepção, impedindo, dependendo dos tipos de serviços, o compartilhamento entre eles.

O sistema de radiocomunicação cognitiva usa uma plataforma conhecida como radiocomunicação definida por um programa de computador (softwaredefined radio). Trata-se de um equipamento de radiocomunicação empregando uma tecnologia que permite a fixação ou modificação de parâmetros técnicos, incluindo faixas de radiofrequências, tipos de modulação e potências, dependendo do ambiente eletromagnético.

Esse sistema não causará alteração do ordenamento técnico e jurídico das autorizações, permissões e concessões de serviços, mas se não houver uma cuidadosa análise das faixas de radiofreqüências que ele pode operar criará condições de interferências em serviços extremamente sensíveis à interferência.

Esse é o caso da radiodifusão que pelas características de seus serviços, o CRS poderá trazer sérios problemas tanto de adjacência quanto por níveis de potências nas faixas de seus serviços. Em sua área de cobertura os serviços de radiodifusão podem aparentemente apresentar níveis de sinais com variações expressivas em diferentes partes.

O sistema de radiocomunicação cognitiva trabalha mais com o conceito de acesso ao espectro na forma que ele se apresenta do que com a possibilidade de escassez do espectro em função das limitações e condições de contorno que as atuais normas técnicas estabelecem para proteção dos serviços e com isso limitam sua reutilização ou compartilhamento entre serviços. Partindo do princípio que a próxima geração de sistemas de comunicação deverá empregar algo que dê acesso rápido ao espectro de radiofreqüências dentro do espectro eletromagnético, não necessariamente restrito ao espectro atual de radiocomunicação, poderá abrir um leque muito grande de possibilidades que a atual tecnologia não consegue enxergar.

Seria o fim da escassez de espectro e, consequentemente, o “buraco” no espectro poderia migrar para uma faixa de frequência não designada. Entretanto, busca-se operar nas faixas existentes e consagradas.

Hoje, o conceito de “buraco” no espectro é dado a serviços autorizados em bases primárias, mas que devido a uma específica condição geográfica a faixa autorizada pode não estar sendo perfeitamente utilizada. Isso é complicado entender quando se trata de um grande centro, como a cidade de São Paulo, em que pontos obscurecidos pelos arranha-céus podem dar uma informação errônea sobre a ausência de sinal e inutilização de canal naquele local.

Outro fato importante a ser mencionado é que quando um serviço intermitente no momento da pesquisa ambiental pela radiocomunicação cognitiva encontra-se interrompido e a radiocomunicação cognitiva supõe que essa frequência não será utilizada e inicia sua transmissão nesse canal ou nessa frequência.

Não queremos discutir inicialmente toda a teoria da radiocomunicação cognitiva, pois uma nova Resolução da UIT-R está ainda nos primórdios de sua criação e um rascunho preliminar dessa Resolução já está disponível para discussão interna nas administrações.

Essa Resolução atende duas situações:
a) O Relatório UIT-R SM.2152;
b) O item 1.19 da Agenda da Conferência Mundial de Radiocomunicação – WRC-2012.

O Relatório SM.2152 faz a distinção entre o “Softwaredefined radio” (SDR) e o “Cognitive Radio System” (CRS) e apresenta a definição de ambos sistemas. Talvez o mais complicado para a administração brasileira seja o item 1.19 da Agenda da Conferência WRC-12.

Desde a Conferência de 2007 foram traçadas as condições para a Conferência de 2012 de forma a criar medidas regulamentares para a introdução e aplicação do SDR e CRS.

A Conferência de 2007 adotou a Resolução 956 UIT-R e alguns métodos de análise e avaliação do SDR e do CRS que serviram de base para os resultados finais daquela conferência que infelizmente não apresentaram conclusão a respeito da questão.

Já a Reunião Preparatória da Conferência trabalhará, além do seu texto específico, com os dados fornecidos pelo Anexo 7 do Documento 1B/210 resultante dos estudos iniciais que foram desenvolvidos desde 2007 até hoje para consideração na Reunião Preparatória da Conferência (Conference Preparatory Meeting – CPM), que ocorreu no mês de fevereiro de 2011, em Genebra.

Nesse Anexo 7 do documento 1B/210 são analisadas as propostas para cada um dos sistemas e as tendências para a discussão na Conferência são as seguintes:
Com relação ao Software-Defined Radio (SDR) existe um Método A que propõe nenhuma mudança no Regulamento de Radiocomunicação (RR) em virtude da introdução dessa tecnologia. Portanto, Método A sem mudanças no RR.

Com relação ao Cognitive Radio Systems (CRS) três Métodos foram propostos:
• Método B1: Sem mudanças no RR podendo ser desenvolvidas recomendações e relatórios nos trabalhos normais da UIT-R;
• Método B2: Sem mudanças nos Artigos do RR e uma Resolução da Conferência fornecendo um quadro com itens de orientação para estuestudos adicionais sobre CRS nos Grupos do UIT-R para a criação de Recomendações e Relatórios;
• Método B3: Sem mudanças nos Artigos do RR e uma Resolução da Conferência tratando com restrições ao uso do sistema para algumas faixas de frequências e incluindo estudos de interferência do CRS além de estudos adicionais dentro do UIT-R também gerando Recomendações e Relatórios.

Apesar de diferentes pontos de vistas apresentados como comentários das vantagens e desvantagens dos métodos considerados, no documento base para a Reunião da Conferência é ressaltado no capítulo que trata da capacidade do sistema CRS o seguinte:
“Os serviços de radiodifusão podem, especialmente, ser suscetíveis à interferência resultante de aplicação de tecnologia CRS. Os serviços de radiodifusão são frequentemente planejados sobre uma base ‘noise-limited’, interferindo na recepção do sinal analógico quanto na taxa de erro de bit de um sinal digital na recepção.”

“Como tal, é esperado que receptores de radiodifusão operem frequentemente perto do limite de ruído. Consequentemente, a falta de um sinal em uma localidade pode não indicar que a frequência designada para a estação de radiodifusão esteja disponível para outros usuários. Além disso, receptores de radiodifusão são particularmente sensíveis a interferências de sinais em áreas adjacentes, canais adjacentes, osciladores locais e frequência imagem.”

Outros serviços, como a radiodifusão, merecem especial e cuidadosa consideração pelo CRS, quando compartilhar suas faixas, devido as suas características técnicas ou operacionais e isso merece um estudo mais detalhado pelas Administrações. Por exemplo: serviços espaciais (espaço-para-Terra), serviços passivos (radioastronomia, EESS (Serviço por Satélite de Exploração Terrestre) e SRS (Serviços de Radiocomunicação Espacial)) e serviços de rádio determinação são considerados também essenciais e especiais.

A discussão internacional está acalorada e continuará assim até a Conferência Mundial de Radiocomunicação que ocorrerá no início do ano de 2012. Contudo, a Administração brasileira precisará analisar os estudos decorrentes dessa discussão para posicionamento final sobre a questão.

RR – Regulamento de Radiocomunicação contém todas as recomendações, relatórios e resoluções das conferências da UIT-R.

Ronald é diretor de rádio da SET e diretor de tecnologia da Associação Brasileira de Emissoras de Rádio e Televisão (Abert). Email: ronald@set.com.br