Modelo adaptativo de handoff espectral para la mejora en el desempeño de la movilidad en redes móviles de radio cognitiva

Contexto: El handoff espectral, en las redes de radio cognitiva, ocurre cuando el usuario secundario debe dejar el canal de frecuencia que está utilizando y continuar su comunicación en otra oportunidad espectral. Este proceso es un aspecto clave para garantizar una adecuada calidad de servicio y mejorar el desempeño en las comunicaciones del usuario secundario. Objetivo: Presentar una propuesta de modelo adaptativo multivariable de handoff espectral para redes móviles de radio cognitiva. Método: Se desarrollaron cuatro algoritmos para la toma de decisiones durante un handoff espectral, con diferentes enfoques: difuso, realimentado, predictivo y multicanal; estos conforman el modelo adaptativo multivariable de handoff espectral propuesto. Para evaluar el nivel de desempeño de los algoritmos desarrollados se realizó un análisis comparativo entre estos y los algoritmos de handoff espectral más relevantes en la literatura actual. Los criterios seleccionados para elegir las mejores oportunidades espectrales fueron: la probabilidad de disponibilidad, el tiempo estimado de disponibilidad, la relación señal a ruido más interferencia y el ancho de banda, los cuales se determinaron a través del método Delphi modificado y sus correspondientes pesos fueron calculados a través del algoritmo FFAHP desarrollado. 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 y Wi-Fi, que modelan el comportamiento real de los usuarios primarios. En la fase de validación, se propusieron ocho escenarios de evaluación, al considerar, dos tipos de redes: GSM y Wi-Fi, dos clases de aplicaciones: tiempo-real y mejor-esfuerzo, dos niveles de tráfico: alto y bajo, y diez métricas de evaluación: número de handoff, número de handoff fallidos, ancho de banda, retardo, throughput (bits/s), equidad, número de handoff sin interferencia, número de handoff con interferencia, número de handoff perfectos y número de handoff anticipados. Resultados: Los resultados del análisis comparativo con los demás algoritmos de handoff espectral, muestran que el modelo adaptativo multivariable de handoff espectral propuesto, provee el mejor desempeño en las diez métricas de evaluación, para los ocho escenarios propuestos. De acuerdo con los resultados obtenidos, el modelo propuesto cuenta con una baja tasa promedio de handoff, un alto porcentaje de throughput promedio y ancho de banda promedio, y un bajo nivel de retardo promedio. Conclusión: De acuerdo con los resultados alcanzados, se puede concluir que no hay un algoritmo que se desempeñe de forma excelente en las diez métricas de evaluación, ni en los ocho escenarios de evaluación; cada algoritmo se puede desempeñar de forma satisfactoria en determinados escenarios. Lo anterior, resalta la importancia del modelo adaptativo multivariable de handoff espectral propuesto.

• Autores: Hernandez Suarez, Cesar Augusto
• Tipo de recurso: Doctoral thesis
• Fecha de publicación: 2016
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/58277
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/58277; http://bdigital.unal.edu.co/54991/
• Palabra clave: 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; Algoritmo; Handoff espectral; Oportunidad espectral; Redes de radio cognitiva; Toma de decisiones multicriterio; Algorithm; Spectrum handoff; Spectrum opportunity; Cognitive radio networks; Multi-criteria decision making
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional