El proyecto pretende desarrollar y aplicar nuevas técnicas y herramientas de Inteligencia Artificial (IA) en el diseño y operación de interfaces de Radio Frecuencia (RF) a Digital para transceptores de Radio Definida por Software (SDR) destinados a la Internet de las Cosas de Inteligencia Artificial (AIoT). Las especificaciones del convertidor RF-a-Digital, que constituye el front-end del sistema, implican digitalizar un amplio espectro de señales con una resolución programable de 8-12 bits dentro de un ancho de banda también programable de 30 kHz a 300 MHz, y una frecuencia de portadora que variará entre 0.4 GHz y 6 GHz. La operación del sistema estará gestionada por una Red Neuronal Artificial (ANN), que podría incluso integrarse junto a la circuitería electrónica del convertidor, y que "aprenderá" a predecir la mejor banda de frecuencia para establecer comunicación con un número reducido de interferencias.
El dispositivo combinará técnicas de Spectrum Sensing (SS) con las capacidades de las ANNs para extraer patrones y hacer predicciones a corto plazo (centenas de ms) sobre los niveles de ocupación/interferencia/ruido en las bandas disponibles, y tomar decisiones autónomas y adaptativas sobre en qué banda ubicarse. Además, el diseño microelectrónico en sí será
respaldado por una metodología de diseño basada en algoritmos de IA que ya hemos comenzado a esbozar (https://doi.org/10.1109/TCSII.2023.3323886) y que será objeto de evolución y mejora durante el transcurso de este proyecto. El objetivo es obtener redes neuronales capaces de, partiendo de especificaciones de sistema de muy alto nivel, proporcionar primero diseños válidos a nivel de bloques, que serán verificados de manera cruzada con simulaciones de comportamiento, e incluso proponer diseños eléctricos a nivel de transistor de los mismos, que serán validadas a través de simulación eléctrica. Gracias a la existencia de otras fuentes de financiación en el grupo, estos desarrollos podrán ser llevados a la práctica en una implementación real del sistema en una tecnología de 28 nm.
La investigación llevada a cabo en este proyecto está alineada con los ámbitos tecnológicos de "Inteligencia Artificial", "Sensorización" y "Analítica avanzada de datos/edge computing" del Anexo I de la presente convocatoria, y aborda algunos desafíos de diseño hacia una transformación digital más eficiente, vinculada a las acciones estratégicas del Programa Nacional de Investigación Científica y Técnica y de Innovación (PEICTI 2021-2023), y más directamente con la acción estratégica AE4 "Mundo Digital, Industria, Espacio y Defensa".
