Uma metodologia e sistema para teste de conformidade de rádios cognitivos

Abstract

A quinta geração (5G) de redes móveis iniciou sua operação em alguns países visando atender as demandas que estão além das capacidades sistemas atuais, como a enorme quantidade de dispositivos de internet das coisas (do inglês, Internet of Things, IoT) conectados (por exemplo, cidades inteligentes), o crescimento explosivo do tráfego de dados móveis de alta velocidade (ex., streaming de vídeo de alta definição), além de comunicações que requerem confiabilidade muito alta e latência muito baixa (ex., veículos autônomos). Para atender a essas necessidades, o espectro eletromagnético deve ser disponibilizado para uso, porém, a política de alocação estática de espectro tem causado uma escassez de espectro, prejudicado a expansão dos sistemas wireless. Para contornar esse problema, o acesso dinâmico ao espectro (do inglês, Dynamic Spectrum Access, DSA) tem sido fomentado em redes 5G/6G, onde é habilitado pela tecnologia de Rádio Cognitivo (do inglês, Cognitive Radio, CR). Embora diversos mecanismos tenham sido desenvolvidos para enfrentar os desafios que surgem em diferentes camadas e funcionalidades de CR, há uma escassez de metodologias e sistemas de testes padronizados para esse tipo de dispositivo. Os padrões ou metodologias e sistemas existentes para RC focam apenas na definição de tecnologias de rede (por exemplo, IEEE 802.22 e IEEE 802.11af ), na avaliação de desempenho de algoritmos e mecanismos de CR ou na definição do nível de cognição do dispositivo por meio de resultados de desempenho ou abordagens psicométricas, não cobrindo sistemas e metodologias para verificar se o dispositivo atende as capacidades e políticas regulatórias para CR, negligenciando os testes de conformidade. Nesse sentido, este trabalho propõe uma metodologia e um sistema flexível para testes de conformidade de CR sob duas perspectivas, funcionalidades e limites. O sistema foi instanciado usando uma plataforma de rádio definida por software (do inglês, Universal Software Radio Peripheral, USRP), e ao final, é apresentada uma prova de conceito com uma métrica de conformidade. Os resultados mostram a viabilidade da proposta.