Diseño, simulación y análisis de redes Wi-Fi que operan en los espacios en blanco de televisión utilizando radio cognitiva

Debido a la escasez del espectro electromagnético frente a la creciente demanda de las tecnologías de comunicaciones inalámbricas, surgió el concepto de radio cognitiva. Las redes de radio cognitiva se basan en el uso dinámico del espectro mediante la reutilización de frecuencias, que no se estén utilizando, bajo la condición de no interferencia a los usuarios primarios. La ineficiente explotación del espectro, debido a su asignación fija, provoca la aparición de huecos disponibles para la transmisión de usuarios sin licencia, en un lugar y tiempo determinados. Estos espacios en blanco pueden ser utilizados por los usuarios secundarios, siempre que adapten sus parámetros de transmisión al entorno en que operan, para no causar interferencia perjudicial a los usuarios primarios. Las redes de la TDT proporcionan áreas con un número razonable de canales disponibles, como consecuencia de su distribución geográfica. La banda en que operan, presenta buenas características de propagación, en relación con el alcance y la atenuación por obstáculos. Esto permite que los espacios en blanco de TV ofrezcan una solución económica para la conectividad de banda ancha a usuarios en zonas rurales, para las comunicaciones M2M, e incluso en las ciudades, para la implementación de redes Wi-Fi con mejores prestaciones de velocidad y alcance que las existentes. En España las investigaciones de la radio cognitiva continúan siendo incipientes, y no se ha arribado a resultados concluyentes en cuanto a su futura utilización. Por lo tanto, este Trabajo de Fin de Grado se centrará, en primer lugar, en brindar una visión general de la tecnología en la actualidad y de sus principales tendencias, entre ellas el Wi-Fi en los espacios en blanco de televisión. Además, se desean analizar algunos de los estándares relacionados con la radio cognitiva. Entre ellos destacan el IEEE 802.22 y las enmiendas 802.11af y 802.15.4m, que permiten la operación de las WRAN, las redes Wi-Fi y las WPAN con bajas tasas de transmisión de datos, respectivamente, en los espacios en blanco de TV. Se analizará también el estándar IEEE 802.19.1, que ofrece soluciones para la coexistencia de estas redes. Para concluir el trabajo, se realizará la simulación de la capa física de un sistema de radio cognitiva basado en el estándar 802.11af para la operación de WLANs en los espacios en blanco de TV, mediante la adaptación de un modelo del estándar 802.11n. Con esto se pretende analizar las prestaciones que ofrecen estos sistemas 6 operando en la banda de 54 a 790 MHz. Además, se realiza un estudio de cobertura en Xirio, para conocer la disponibilidad de espacios en blanco en la provincia de Madrid