Modelo AHP-VIKOR para handoff espectral en redes de radio cognitiva

AHP-VIKOR Model for Spectrum Handoff in Cognitive Radio Networks

  • César Hernández Suárez Universidad Distrital Francisco José de Caldas
  • Ingrid Páez Universidad Nacional de Colombia
  • Diego Armando Giral Ramírez Universidad de los Andes
Palabras clave: spectral handoff, hybrid model, cognitive radio, mobile networks (en_US)
Palabras clave: handoff espectral, modelo híbrido, radio cognitiva, redes móviles (es_ES)

Resumen (es_ES)

En este artículo se presenta la propuesta de un algoritmo híbrido para la asignación de espectro en redes de radio cognitiva basado en los algoritmos Analytical Hierarchical Process (AHP) y Multi-Criteria Optimization and Compromise Solution (VIKOR), con el objetivo de mejorar el desempeño de la movilidad espectral de los usuarios secundarios en redes de radio cognitiva.

Para evaluar el nivel de desempeño del algoritmo propuesto se realiza un análisis comparativo entre  este, el Grey Relational Analysis (GRA) y una asignación de espectro aleatoria (Random). Los dos primeros trabajan con los mismos criterios de decisión: probabilidad de disponibilidad del canal, tiempo estimado de disponibilidad del canal, relación señal a ruido más interferencia y ancho de banda. A diferencia de los trabajos relacionados, la evaluación comparativa se validó a través de una traza de datos reales de ocupación espectral capturados en la banda de frecuencia GSM, que modela el comportamiento real de los usuarios licenciados. En la evaluación de desempeño se utilizaron cinco métricas de evaluación: número promedio acumulado de handoff fallidos, número promedio acumulado de handoff realizados, ancho de banda promedio, retardo promedio acumulado y throughput promedio acumulado.

Los resultados del análisis comparativo con los otros dos algoritmos muestran que el algoritmo de handoff AHP-VIKOR propuesto provee el mejor desempeño en la movilidad espectral.

Resumen (en_US)

This paper proposed a hybrid algorithm for spectrum allocation in cognitive radio networks based on two algorithms, analytical hierarchical process (AHP) and multi-criteria optimization and compromise solution (VIKOR), for improving the performance of mobility spectrum of secondary users in cognitive radio networks.

To evaluate the level of performance of the proposed algorithm, a comparative analysis between the proposed AHP-VIKOR, Grey Relational Analysis (GRA) and a random allocation of spectrum (Random) algorithm, is performed. The first two algorithms work with the same decision criteria: probability of channel availability, estimated time availability, signal-to-interference-plus-noise ratio and bandwidth. Unlike related work, benchmarking was validated through a trace of real spectral occupation data, captured in the GSM frequency band, which models the actual behavior of licensed users. For performance evaluation five metric were used, handoff failed average cumulative number, handoff average cumulative number, average bandwidth, delay and average cumulative throughput.

The results of the comparative analysis with the other two algorithms show that the AHP-VIKOR algorithm proposed provides the best performance in spectral mobility. 

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Biografía del autor/a

César Hernández Suárez, Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Ingeniero electrónico, magíster en ciencias de la información y las comunicaciones, candidato a doctor en Ingeniería de Sistemas y Computación de la Universidad Nacional de Colombia. Docente e investigador de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá.

Ingrid Páez, Universidad Nacional de Colombia

Ingeniera eléctrica, ingeniera industrial y doctora en Ingeniería de Telecomunicaciones de la Universidad de Cantabria. Docente investigadora de la Universidad Nacional de Colombia, Bogotá.

Diego Armando Giral Ramírez, Universidad de los Andes
Ingeniero eléctrico, estudiante de la Maestría en Ingeniería Eléctrica, Universidad de los Andes, Bogotá.

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Cómo citar
Hernández Suárez, C., Páez, I., & Giral Ramírez, D. A. (2015). Modelo AHP-VIKOR para handoff espectral en redes de radio cognitiva. Tecnura, 19(45), 29-40. https://doi.org/10.14483/udistrital.jour.tecnura.2015.3.a02
Publicado: 2015-07-01
Sección
Investigación