DOI:
https://doi.org/10.14483/2322939X.15754Publicado:
2019-12-19Número:
Vol. 16 Núm. 2 (2019)Sección:
Actualidad TecnológicaEvaluación de un algoritmo para selección de oportunidades espectrales en redes inalámbricas cognitivas
Evaluation of an algorithm for the selection of spectral opportunities in cognitive wireless networks
Palabras clave:
spectral assignment, radioelectric spectrum, swarm intelligence, spectral occupation, cognitive radio, wireless networks (en).Palabras clave:
asignación espectral, espectro radioeléctrico, inteligencia de enjambre, ocupación espectral, radio cognitiva, redes inalámbricas (es).Descargas
Resumen (es)
Las redes de radio cognitiva son una alternativa para mitigar la saturación del espectro radioeléctrico en algunas bandas de frecuencia, ello a través de una asignación espectral dinámica donde el usuario secundario aprovecha de forma oportunista los canales de frecuencia libres de la banda licenciada del usuario primario. En el presente artículo, se desarrolla un algoritmo para seleccionar los canales de frecuencia libres u oportunidades espectrales en una red de radio cognitiva basado en el método de colonia de abejas artificiales. La evaluación del algoritmo propuesto se realiza a través de simulaciones que incorporan el comportamiento real del usuario primario, se utilizan trazas de ocupación espectral reales obtenidas a través de la monitorización del espectro con la técnica de detección de energía; se tienen como criterios de evaluación el tiempo de ejecución y el número de handoffs fallidos. Los resultados evidencian una reducción del 62% en los tiempos de ejecución y del 36% en el número de handoffs fallidos al pasar de una población de colonia de abejas de 50 a 450.
Resumen (en)
The cognitive radio networks are an alternative to mitigate the saturation of the radio spectrum in some frequency bands, through a dynamic spectral assignment, where the secondary user opportunistically takes advantage of the free frequency channels of the licensed band of the primary user. In the present article an algorithm is developed to select free frequency channels or spectral opportunities in a cognitive radio network, based on the Artificial Bee Colony method. The evaluation of the proposed algorithm is carried out through simulations that incorporate the real behavior of the primary user, using real spectral occupancy traces, obtained through the spectrum monitoring with the energy detection technique, and having as evaluation criteria, the execution time and the number of failed handoffs. The results show a reduction of 62% in the execution times and 36% in the number of failed handoffs, when going from a bee colony population of 50 to 450.
Referencias
J. Aguilar y A. Navarro, “Radio cognitiva – Estado del arte”, Sistemas y Telemática, vol. 9, n.° 16, pp. 31-53, 2011.
C. A. Hernández, I. P. Páez y D. A. Giral, “Modelo adaptativo multivariable de handoff espectral para incrementar el desempeño en redes de radio cognitiva”. Bogotá: Universidad Distrital Francisco José de Caldas, 2016.
F. Casadevall y I. Perejil, “Implementación de terminales de Radio Cognitiva en la banda de TV”, Tesis de grado, Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona, Barcelona, 2016.
C. Hernández, L. Pedraza, I. Páez y E. Rodríguez, “Análisis de la Movilidad Espectral en Redes de Radio Cognitiva”, Información Tecnológica, vol. 26, n.° 6, 2015. https://doi.org/10.4067/s0718-07642015000600018
C. Hernández, I. Páez y D. Giral, “Modelo AHP-VIKOR para handoff espectral en redes de radio cognitiva”, Revista Tecnura, vol. 19, n.° 45, 2015. https://doi.org/10.14483/udistrital.jour.tecnura.2015.3.a02
D. Carrillo, F. Mathilde, R. Yoshimura y J. Bazzo, “Red experimental cognitiva: algoritmos y resultados”, En IEEE Colombian Conference on Communications and Computing (COLCOM), Medellín, Colombia, 2013. https://doi.org/10.1109/colcomcon.2013.6564839
D. Karaboga y B. Basturk, “Artificial Bee Colony (ABC) Optimization Algorithm for Solving Constrained Optimization Problems”, En International Fuzzy Systems Association World Congress, Lafayette, 2007, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, pp. 789-795, 2007. https://doi.org/10.1007/978-3-540-72950-1_77
C. Sánchez, “Estudio sobre la viabilidad de redes radio cognitivas en el Campus Nord de la Universidad Politécnica de Cataluña”, Tesis de grado, Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona, Barcelona, 2016.
J. E. Ponce, “Evaluación de ocupación del espectro radioeléctrico y análisis de factibilidad de uso de radio cognitiva en la banda UHF (450 – 512 MHZ) Para su optimización en la ciudad de Riobamba”, Tesis de grado, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, 2019.
C. Peng, L. Jain y S. Dehuri, “Innovations in swarm intelligence”. India: Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009.
L. F. Pedraza, F. Forero y I. P. Páez, “Evaluación de ocupación del espectro radioeléctrico en Bogotá-Colombia”, Ingeniería y Ciencia, vol. 10, n.° 19, pp. 127-143, 2014. https://doi.org/10.17230/ingciencia.10.19.6
L. Pedraza, D. López y O. Salcedo, “Enrutamiento basado en el algoritmo de Dijkstra para una red de radio cognitiva”, Revista Tecnura, vol. 15, n.° 30, 2011. https://doi.org/10.14483/udistrital.jour.tecnura.2011.2.a09
J. C. Ordoñez, “Caracterización de usuarios primarios para la implementación de un modelo predictor para la toma de decisiones en redes inalámbricas de radio cognitiva”. Bogotá: Universidad Distrital Francisco José de Caldas, 2016.
F. R. Narváez y A. F. Vega, “Diseño de un detector de energía para señales de radio FM en radio cognitiva”, Tesis de grado, Universidad Nacional de Loja, Loja, 2016.
A. F. Mejía, “Análisis de ocupación de canales para redes de Radio Cognitiva en el espectro de señales GSM durante un periodo de seis meses”, Tesis de grado, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, 2017.
H. R. Márquez, “Arquitecturas de radio cognitiva: Una revisión actual”, Revista Tecnura, vol. 18, n.° 39, 2014. https://doi.org/10.14483/udistrital.jour.tecnura.2014.1.a13
S. Gómez, F. Mera y M. Schneeberger, “Radios Cognitivos y Sensado del Espectro Radioeléctrico”, Tesis de grado, Universidad de La República, Montevideo, 2014.
R. Bordón y S. Montejo, “La Radio Cognitiva y su Impacto en el Uso Eficiente del Espectro de Radio” Revista de Ingeniería Electrónica, Automática y Comunicaciones, vol. 36, n.° 1, pp. 42-55, 2015.
Ó. I. Montiel, M. A. Ayala, y L. Ripoll, “Diseño y simulación de antena no resonante: guía de onda de ranuras para 30 GHz”, Visión electrónica, vol. 10, no. 1, pp. 49-56, jun. 2016. https://doi.org/10.14483/22484728.11611
2.png)
