scholarly journals Study, design and development of novel architectures and technologies that exploit the digital spectrum dividend for the development of wireless local / metropolitan multimedia services infrastructures

2013 ◽  
Author(s):  
Αθηνά Μπουρδένα
Keyword(s):  
Quality Of Service ◽  
Cognitive Radio ◽  
Ad Hoc ◽  
Radio Resource Management ◽  
Radio Resource ◽  
Multimedia Services ◽  
Digital Spectrum ◽  
Radio Technology ◽  
Cognitive Radio Technology

Η Διδακτορική Διατριβή αυτή συμβάλλει στην ευκαιριακή αξιοποίηση του ραδιοφάσματος, μέσω της μελέτης, του σχεδιασμού και της υλοποίησης μίας πρωτότυπης αρχιτεκτονικής, η οποία επιτρέπει στις μη-αδειοδοτημένες (δευτερεύουσες) συσκευές να αξιοποιούν δυναμικά και σε τοπικό επίπεδο, τις διαθέσιμες τηλεοπτικές συχνότητες VHF/UHF (Τηλεοπτικό Λευκό Φάσμα - TVWS) για την παροχή πολυμεσικών υπηρεσιών σε ασύρματες τοπικές/μητροπολιτικές υποδομές. Βασιζόμενη στις πρόσφατες εξελίξεις της τεχνολογίας του γνωσιακού ραδιοφάσματος (Cognitive Radio technology) καθώς και εξετάζοντας τις νέες πολιτικές διαχείρισης του ραδιοφάσματος που θα αξιοποιηθούν για την εκμετάλλευση των απελευθερωμένων ραδιο-πόρων, η Διδακτορική Διατριβή παρουσιάζει μια υβριδική αρχιτεκτονική, για την αποδοτική διαχείριση του ραδιοφάσματος, είτε μέσω ενός μεσίτη φάσματος (Spectrum Broker), είτε μέσω τεχνικών αποφυγής παρεμβολών υπό την επίβλεψη μιας χωρικά τοποθετημένης βάσης δεδομένων (Geo-location database). Στα πλαίσια της παρούσας Διατριβής σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε, στο επίπεδο ζεύξης δεδομένων, ένας πρωτότυπος μηχανισμός, για την βέλτιστη διαχείριση των ραδιο-πόρων (Radio Resource Management - RRM) σε σχέση με την εγγυημένη παροχή Ποιότητας Υπηρεσίας (Quality of Service - QoS), καθώς και το μέγιστο δυνατό κέρδος των συναλλαγών. Προς την κατεύθυνση αυτή μελετήθηκαν, δύο είδη τεχνικών βελτιστοποίησης, η τεχνική λήψης αποφάσεων και η θεωρία παιγνίων, προκειμένου να αναπτυχθεί ένας νέος αλγόριθμος ικανός να παρέχει αποδοτικές λύσεις όσον αφορά τον ελάχιστο κατακερματισμό του φάσματος και το μέγιστο δυνατό κέρδος του μεσίτη φάσματος. Επιπλέον, η Διατριβή συμβάλλει στη μελέτη και ανάπτυξη ενός νέου πρωτοκόλλου δρομολόγησης, που επιτρέπει την επικοινωνία μεταξύ συστημάτων, τα οποία δημιουργούν ad-hoc γνωσιακά δίκτυα και βρίσκονται σε διαφορετικές περιοχές (δηλαδή, δεν υπάρχει άμεση ζεύξη επικοινωνίας μεταξύ τους). Για να γίνει αυτό, το βέλτιστο μονοπάτι επικοινωνίας εγκαθίσταται μέσα από μία σειρά ενδιάμεσων κόμβων που χρησιμοποιούν την γνωσιακή τεχνολογία, οι οποίοι επιλέγονται βήμα-προς-βήμα (hop-by-hop) αξιολογώντας τη χρονική καθυστέρηση της επικοινωνίας. Επιπλέον, και προκειμένου να αποφευχθούν πιθανές αποτυχίες στη διαδρομή ή υπερφόρτωση των ενδιάμεσων κόμβων, το πρωτόκολλο εφαρμόζει ένα πρωτότυπο μηχανισμό σε κάθε κόμβο, προκειμένου να εξισορροπείται το φορτίο κάνοντας ανακατεύθυνση της δικτυακής κίνησης. Για την επαλήθευση της εγκυρότητας της προτεινόμενης αρχιτεκτονικής, μία σειρά από πειράματα σχεδιάστηκαν και διεξήχθησαν υπό ελεγχόμενες συνθήκες περιβάλλοντος (προσομοιώσεις). Στα πλαίσια αυτά, ένα πειραματικό πρωτότυπο τέθηκε σε εφαρμογή σύμφωνα με τις τεχνικές προδιαγραφές σχεδιασμού, το οποίο αξιοποιήθηκε για τη διεξαγωγή μετρήσεων αξιολόγησης των επιδόσεων. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν επαλήθευσαν την ικανότητα της προτεινόμενης αρχιτεκτονικής για την υποστήριξη της ανάπτυξης τοπικών/μητροπολιτικών υποδομών πολυμέσων μέσω της ευκαιριακής αξιοποίησης του ραδιοφάσματος των TV WS και ανέδειξαν πεδία μελλοντικής έρευνας, όπως η λειτουργία με την ελάχιστη ενεργειακή απόδοση τόσο σε επίπεδο συστημάτων όσο και τελικών χρηστών ή η μελέτη μηχανισμών επιπέδου μεταφοράς για τον περιορισμό των μειονεκτημάτων του υπάρχοντος TCP σε χρονικά μεταβαλλόμενα συνδέσεις.

A Survey of Radio Resource Management in Cognitive Radio Networks

2013 ◽  
pp. 264-289
Author(s):  
Chengshi Zhao ◽  
Wenping Li ◽  
Jing Li ◽  
Zheng Zhou ◽  
Kyungsup Kwak
Keyword(s):  
Cognitive Radio ◽  
Resource Management ◽  
Dynamic Spectrum Access ◽  
Radio Resource Management ◽  
Radio Spectrum ◽  
Radio Resource ◽  
Green Communications ◽  
Radio Resources ◽  
Adaptive Power

The framework of “green communications” has been proposed as a promising approach to address the issue of improving resource-efficiency and the energy-efficiency during the utilization of the radio spectrum. Cognitive Radio (CR), which performs radio resource sensing and adaptation, is an emerging technology that is up to the requests of green communications. However, CR networks impose serious challenges due to the fluctuating nature of the available radio resources corresponding to the diverse quality-of-service requirements of various applications. This chapter provides an overview of radio resource management in CR networks from several aspects, namely dynamic spectrum access, adaptive power control, time slot, and code scheduling. More specifically, the discussion focuses on the deployment of CR networks that do not require modification to existing networks. A brief overview of the radio resources in CR networks is provided. Then, three challenges to radio resource management are discussed.

scholarly journals Enhancement of QOS for Multi-user Environment in Cognitive Radio Network

2020 ◽  
Vol 9 (3) ◽  
pp. 2505-2510
Keyword(s):  
Quality Of Service ◽  
Cognitive Radio ◽  
Routing Protocols ◽  
Ad Hoc ◽  
Delivery Ratio ◽  
On Demand ◽  
Path Distance ◽  
Water Filling ◽  
Distance Vector

CRT(Cognitive radio technology) enhances the utilization of available better spectrum in the channel. So to provide better Quality of Service for the user in this paper the Localizability aided localization(LAL) and Water filling Methodologies are proposed. This paper analyzes the routing protocols like AOMDV(Ad-hoc On-demand Multi-path Distance Vector routing), DSR (Dynamic Source Routing) and AODV (Ad-hoc On-Demand Distance Vector). Considering the AODV as the existing routing protocol, this paper proposed with AOMDV and DSR routing algorithms for Localizability aided localization(LAL) and Water filling methodologies respectively. Current work on improving Quality of Service, the different routing protocols are proposed in this paper. The main factors analyzing in this paper are throughput, PDR( packet delivery ratio) and Delay. The simulation results will confirm the accuracy of the proposed techniques.

scholarly journals Entry, Competition, and Regulation in Cognitive Radio Scenarios: A Simple Game Theory Model

2012 ◽  
Vol 2012 ◽  
pp. 1-13 ◽  
Author(s):  
Luis Guijarro ◽  
Vicent Pla ◽  
Jose R. Vidal ◽  
Jorge Martinez-Bauset
Keyword(s):  
Game Theory ◽  
Cognitive Radio ◽  
Simple Game ◽  
Spectrum Management ◽  
Theory Model ◽  
Innovative Technology ◽  
Primary Operator ◽  
Radio Technology ◽  
Cognitive Radio Technology

Spectrum management based on private commons is argued to be a realistic scenario for cognitive radio deployment within the current mobile market structure. A scenario is proposed where a secondary entrant operator leases spectrum from a primary incumbent operator. The secondary operator innovates incorporating cognitive radio technology, and it competes in quality of service and price against the primary operator in order to provide service to users. We aim to assess which benefit users get from the entry of secondary operators in the market. A game theory-based model for analyzing both the competition between operators and the subscription decision by users is proposed. We conclude that an entrant operator adopting an innovative technology is better off entering the market, and that a regulatory authority should intervene first allowing the entrant operator to enter the market and then setting a maximum amount of spectrum leased. This regulatory intervention is justified in terms of users utility and social welfare.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document