Improving the efficiency of the use of radio frequency spectrum using cognitive radio technologies

U ovom specijalističkom radu detaljno je opisana važnost radiofrekvencijskog spektra osobito zbog potražnje za spektrom sve većeg broja bežičnih uređaja koji dolaze na tržište, njegovih osobina, načina reguliranja radijskih frekvencija na svjetskoj, regionalnoj i nacionalnoj razini te načina upravljanja frekvencijama u radijskim komunikacijama. Također, u radu je predstavljen kognitivni radio kao tehnologija koja može poboljšati učinkovitost uporabe radijskog spektra te primjer upotrebe sustava kognitivna radija u tzv. "bijelim područjima" na temelju geolokacijske baze podataka. U radu je definiran koncept i osobine kognitivne radijske tehnologije, kognitivni ciklus, različiti načini detekcije primarnih korisnika i arhitektura kognitivne radijske mreže. Predstavljen je koncept dinamičkog pristupa radiofrekvencijskom koji omogućava postupni prijelaz od statičkog i administrativnog upravljanja frekvencijama zasnovanog na ograničenim pravima uporabe radiofrekvencijskog spektra, prema automatiziranom upravljanju frekvencijama koji omogućava dinamički i fleksibilan pristup radiofrekvencijskom spektru. Izložene su aplikacije i model rada kognitivnih radijskih sustava u bijelim područjima frekvencijskog spektra namijenjenog digitalnoj televiziji kao rješenje za implementaciju kognitivne radijske tehnologije temeljene na upotrebi geolokacijske baze podataka. Na kraju je detaljno opisana raspoloživost UHF spektra korištenog za TV odašiljanje u Republici Hrvatskoj, koji bi se mogao iskoristiti za razne radijske komunikacije, što je posebice važno za Hrvatsku zbog njenih zemljopisnih osobina.This specialist paper describes in detail the importance of radio frequency spectrum, especially due to the demand for the spectrum of an increasing number of wireless devices coming to market, its features, ways of regulating radio frequencies at the global, regional and national level, and aspects of spectrum management in radio communications. Also, the paper presents cognitive radio as a technology that can improve the efficiency of radio spectrum use with an example of cognitive radio systems in the so-called "white spaces" based on geolocation databases. The paper defines the concept and features of cognitive radio technologies, the cognitive cycle, different ways of detecting primary users, and the architecture of cognitive radio networks. The concept of dynamic spectrum access is presented, which enables a gradual transition from static and administrative frequency management based on limited rights of use to automated frequency management, which enables dynamic and flexible access to spectrum. The applications and model of operation of cognitive radio systems in white spaces of the frequency spectrum intended for digital television as a solution for the implementation of cognitive radio technologies based on the use of geolocation databases are presented. Finally, the availability of the UHF spectrum used for TV broadcasting in the Republic of Croatia, which could be used for various radio communications, is described in detail, which is especially important for Croatia due to its geographical features