¡Es posible tener una radio que cambie instantáneamente! Digamos que estuviera recibiendo el canal de la policía o el de la Banda Ciudadana pero que pudiera cambiar instantáneamente a un canal de noticias. Eso es el SDR para usted. ¡Una radio que puede acceder tanto la red celular como WiFi! ¡Y si una radio pudiera detector el espectro no usado y ajustar la comunicación en consecuencia! ¡Esto podría ser la radio cognitiva (CR) para usted! ¿Qué es SDR y Radio Cognitiva? Una Radio Definida por Software (SDR) es un sistema de comunicación que implementa un número de componentes de un sistema tradicional como filtros, moduladores, amplificadores, etc, en software. Estos eras tradicionalmente implementados en hardware. Una vez implementados en software permiten unas posibilidades únicas. En primer lugar, pueden tener parámetros ajustables. Los elementos de hardware también son ajustables pero con SDR esto se puede hacer sobre la marcha en lugar de manualmente. En segundo lugar, puesto que su implementación es a través del software, esta implementación se puede cambiar (posiblemente sobre la marcha pero con un cierto retraso) así que la misma radio puede funcionar de diferentes formas ( por ejemplo puede acceder a la red celular y a un sistema Wi-Fi). El término Radio Cognitiva (CR) es usado para definir un estándar de radio emergente en la que una radio es diseñada de forma que pueda utilizar espectro no utilizado. Por ejemplo, en una frecuencia particular (como en las comunicaciones marítimas) que no es muy utilizada en tierra, una Radio Cognitiva (CR) puede utilizar zonas del espectro infrautilizadas para sus comunicaciones. Naturalmente, los requerimientos para CR son entonces que: a) Puede detectar espectro no utilizado b) Crea un canal de comunicación para utilizar este espectro no utilizado y c) Lo hace de tal forma que no interfiere con los dispositivos nativos. Un dispositivo nativo es el que tiene licencia para utilizar ese espectro. En nuestro ejemplo, serían las radios marítimas. Por tanto, si una CR quisiera utilizar frecuencias marítimas requeriría que: a) Si lo hiciera en tierra, la señal de CR no fuera suficientemente potente para interferir en las señales marítimas y además b) si estuviera en la costa, la CR no utilizaría esta frecuencia en absoluto. Arquitecturas para SDR/CR Aparte de un front-end de radio, encargado de enviar y recibir de hecho las señales de radio (una antena, etc..), se necesita un sistema de computación capaz de hacer correr el software SDR requerido. Una CR implica que hay también una unidad de control capaz de tomar decisiones tales como que espectro usar y de que forma. Por tanto la parte de computación se vuelve crítica comparada con los sistemas de radio existentes. Hay cuatro formas fundamentales de afrontar la computación en SDR/CR : 1. Procesadores de Propósito General : Utilizando un microprocesador estándar (por ejemplo de la familia X86) con una potencia de computación masiva y en el que puede ejecutarse casi cualquier tipo de software. Pero también tiene un consumo de potencia masivo y puede ser prohibitivo. 2. Aplicación de procesadores específicos e ICs : Se pueden utilizar dispositivos tales como DSPs y otros procesadores con funcionalidades específicas. Incluso aunque tienden a tener un consumo pequeño, la posibilidad de cambio una vez que decides algo muestra una flexibilidad limitada. El coste puede ser grande a menos de que se fabriquen en gran número. 3. Computación reconfigurable : Extremadamente popular donde se desea flexibilidad. A menudo se utilizan FPGAs, puesto que tienen la cualidad única de ser hardware que puede ser programable. Tienen bajo consumo pero son más lentos. 4. Sistemas Embebidos : Son sistemas que tienen procesadores que están especializados en operaciones en tiempo real. 5. Tienen la ventaja de la velocidad y el bajo consumo, pero no pueden manejar cosas muy complicadas. ¿Dónde encajan los Sistemas Embebidos en todo esto ? Los sistemas embebidos son una elección natural para SDR/CR por sus posibilidades de funcionar en tiempo real. Normalmente un sistema SDR/CR tiene bastante bien definido el conjunto de posibles implementaciones y un sistema embebido las puede manejar. El bajo consumo y la velocidad de los sistemas embebidos palia una cierta falta de flexibilidad, si la hay. Puesto que la programación embebida es ahora bien conocida, y los programas embebido son pequeños, el esfuerzo de programación necesario es menor. Los Sistemas Operativos en Tiempo Real pierden poco tiempo en el proceso de arranque, y por tanto un dispositivo SDR/CR puede, en teoría ser reseteado rápidamente. En caso de que una reconstrucción del Sistema Operativo sea necesaria (por actualización/reconfiguración de la SDR/CR) esto puede hacerse rápidamente sin tener que desconectar el dispositivo durante mucho tiempo. Más importante aún, hay una significativa ventaja de coste y la posibilidad de poner a punto un SDR/CR con componentes habituales en las tiendas en muy poco tiempo. i. SDR es un término utilizado por primera vez por Joseph Mitola en 1991. ii. Hacer notar que esto es diferente de el mismo dispositivo capaz de sintonizar banda Celular y Wi-Fi. Incluso si un dispositivo habitual hace esto por hardware, lo hace con dos radios diferentes. Ejemplo : un router o punto de acceso a/g 802.11 utiliza dos implementaciones de hardware diferentes. iii. El espectro no utilizado a menudo se llama espacio blanco. Ver especialmente el espacio blanco de TV que utiliza el espectro liberado por la transición de la TV Americana a formato digital. iv. Firmware, un término no muy conocido, es implementado de esta forma. v. Debido a la limitación física del front end de la RF (Frecuencia de Radio) solo puede manejar una cierta parte del espectro de radio. Por lo tanto una radio puede utilizar la red Celular y Wi-Fi porque son rangos de frecuencia próximos, pero no Wi-Fi y TV porque están muy distantes.