Radio cognitive : stato dell'arte

Nel 2009 si è celebrato il centenario dall’assegnazione del premio Nobel per la fisica a Guglielmo Marconi, come riconoscimento del suo contributo allo sviluppo della telegrafia senza fili, e sono passati poco più di centodieci anni dai suo primi esperimenti nelle colline bolognesi attorno Villa Grifone. In questo relativamente breve lasso di tempo si è avuto uno sviluppo enorme in questo campo che ha continuato ad evolversi fino ad oggi: passando per le comunicazioni radio in codice Morse, le trasmissioni radio AM e FM (Amplitude Modulation e Frequency Modulation), le prime trasmissioni di immagini televisive, i radar, siamo arrivati alle comunicazioni satellitari, la telefonia mobile, le reti locali senza fili e la televisione in digitale. L’ultima frontiera nello sviluppo di dispositivi di comunicazione radio sono le Radio Intelligenti o Radio Cognitive, pensate da J. Mitola alla fine degli anni novanta. La differenza con le altre tecnologie è che si vuole dotare di intelligenza e adattabilità i dispositivi radio, in modo che possano adattarsi alle varie situazioni senza la mano dell’uomo e appendere da esse. Gli studi in questo ambito sono enormemente cresciuti negli ultimi cinque anni: come evidenzia Haykin , nel 2008 cercando la voce “radio cognitiva” si potevano trovare 1154 articoli realizzati dai membri dell’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), contro i 6 del 2003: oggi se ne contano ben 2764. Lo scopo di questa tesi è quello di presentare il concetto di radio cognitiva, le sue caratteristiche e fare un confronto con le varie definizioni che le sono state affibiate nel corso della loro breve esistenza. Pertanto nel Capitolo 2 verranno presentate le principali motivazioni che hanno portato all’idea e poi allo sviluppo della ricerca nel campo delle radio cognitive. Nel Capitolo 3 saranno descritte le principali caratteristiche che sono richieste ad una radio cognitiva, e verrà data la prima e la più recente definizione di radio cognitiva, oltre alle definizioni di accesso dinamico allo spettro, software defined radio e rete cognitiva. Ulteriori definizioni di radio cognitiva e un loro confronto è sviluppato nel Capitolo 4 in cui è anche presentato il ciclo cognitivo e una panoramica sugli standard in sviluppo nell’ambito delle radio intelligenti. Il Capitolo 5 invece descrive gli approcci utilizzati nello studio delle radio e reti cognitive, quali ad esempio la teoria dei giochi, il calcolo evolutivo e la logica fuzzy, e poi illustrate alcune soluzioni roposte riguardo ai problemi di spectrum sensing e progettazione di protocolli intelligenti, e elencati alcuni prototipi di radio cognitiva realizzati. In conclusione il Capitolo 6 riporta alcune problematiche che saranno oggetto di studio nei prossimi anni.