Ir al contenido

Documat

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

  • Hernández Suárez, César [1] ; Páez, Ingrid [2] ; Giral Ramírez, Diego Armando [3]
    1. [1] Universidad Distrital Francisco José de Caldas

      Universidad Distrital Francisco José de Caldas

      Colombia

    2. [2] Universidad Nacional de Colombia

      Universidad Nacional de Colombia

      Colombia

    3. [3] Universidad de los Andes
    Mostrar afiliaciones +
  • Localización: Tecnura: Tecnología y Cultura Afirmando el Conocimiento, ISSN-e 2248-7638, ISSN 0123-921X, Vol. 19, Nº. 45, 2015, págs. 29-40
  • Idioma: español
  • DOI: 10.14483/udistrital.jour.tecnura.2015.3.a02
  • Títulos paralelos:
    • AHP-VIKOR Model for Spectrum Handoff in Cognitive Radio Networks
  • Enlaces
  • Resumen
    • español

      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.

    • English

      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. 

  • Referencias bibliográficas
    • Akyildiz, I. F., Lee, W.-Y., & Chowdhury, K. R. (2009). CRAHNs: Cognitive Radio Ad Hoc Networks. Ad Hoc Netw., 7(5), 810–836. http://doi.org/10.1016/j.adhoc.2009.01.001
    • Akyildiz, I. F., Lee, W.-Y., Vuran, M. C., & Mohanty, S. (2006). NeXt generation/dynamic spectrum access/cognitive radio wireless networks:...
    • Akyildiz, I. F., Lee, W.-Y., Vuran, M. C., & Mohanty, S. (2008). A survey on spectrum management in cognitive radio networks. IEEE Communications...
    • Bari, F., & Leung, V. (2007). Application of ELECTRE to Network Selection in A Hetereogeneous Wireless Network Environment (pp. 3810–3815)....
    • Christian, I., Moh, S., Chung, I., & Lee, J. (2012). Spectrum mobility in cognitive radio networks. IEEE Communications Magazine, 50(6),...
    • Forero, F. (2012, November). Detección de códigos de usuarios primarios para redes de radio cognitiva en un canal de acceso DCMA. Colombia.
    • Kibria, M. R., Jamalipour, A., & Mirchandani, V. (2005). A location aware three-step vertical handoff scheme for 4G/B3G networks (Vol....
    • Marinho, J., & Monteiro, E. (2011). Cognitive radio: survey on communication protocols, spectrum decision issues, and future research...
    • Miranda, E. (2001). Improving subjective estimates using paired comparisons. IEEE Software, 18(1), 87–91. http://doi.org/10.1109/52.903173
    • Mohamed, L., Leghris, C., & Adib, A. (2011). A Hybrid Approach for Network Selection in Heterogeneous Multi-Access Environments (pp. 1–5)....
    • Ramírez Pérez, C., & Ramos Ramos, V. M. (2010). Handover vertical: un problema de toma de decisión múltiple. In VIII Congreso Internacional...
    • Ramirez-Perez, C., & Ramos, R. V. M. (2012). A QoS hierarchical decision scheme for vertical handoff (pp. 1–4). http://doi.org/10.1109/ICCDCS.2012.6188942
    • Rodriguez-Colina, E., Ramirez P, C., & Carrillo A, C. E. (2011). Multiple attribute dynamic spectrum decision making for cognitive radio...
    • Saaty, T. L. (1990). How to make a decision: The analytic hierarchy process. European Journal of Operational Research, 48(1), 9–26. http://doi.org/10.1016/0377-2217(90)90057-I
    • Song, Q., & Jamalipour, A. (2005). A network selection mechanism for next generation networks (Vol. 2, pp. 1418–1422 Vol. 2). http://doi.org/10.1109/ICC.2005.1494578
    • Stevens-Navarro, E., Gallardo-Medina, R., Pineda-Rico, U., & Acosta-Elias, J. (2012). Application of MADM method VIKOR for vertical handoff...
    • Stevens-Navarro, E., Lin, Y., & Wong, V. W. S. (2008). An MDP-Based Vertical Handoff Decision Algorithm for Heterogeneous Wireless Networks....
    • Stevens-Navarro, E., Martinez-Morales, J. D., & Pineda-Rico, U. (2013). Evaluation of Vertical Handoff Decision Algorightms Based on MADM...
    • Stevens-Navarro, E., & Wong, V. W. S. (2006). Comparison between Vertical Handoff Decision Algorithms for Heterogeneous Wireless Networks...
    • Tanino, T., Tanaka, T., & Inuiguchi, M. (2003). Multi-Objective Programming and Goal Programming. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin...
    • Tsai, M.-C. (2007). Multi-Attributes Handover Decision Mechanism across Wi-Fi & WiMAX Using MIH Services.
    • Wang, C.-W., & Wang, L.-C. (2009). Modeling and Analysis for Proactive-Decision Spectrum Handoff in Cognitive Radio Networks. In IEEE...
    • Wang, L.-C., Wang, C.-W., & Chang, C.-J. (2012). Modeling and Analysis for Spectrum Handoffs in Cognitive Radio Networks. IEEE Transactions...
    • Yang, S.-F., & Jung-ShyrWu. (2008). A IEEE 802.21 Handover design with QOS provision across WLAN and WMAN (pp. 548–552). http://doi.org/10.1109/ICCCAS.2008.4657833
    • Yang Shin-Jer, T. W.-C. (2013). Design novel weighted rating of multiple attributes scheme to enhance handoff efficiency in heterogeneous...
    • Ying, W., Jun, Y., Yun, Z., Gen, L., & Ping, Z. (2008). Vertical Handover Decision in an Enhanced Media Independent Handover Framework...
    • Zapata Cortés, J. A., Arango Serna, M. D., & Adarme Jaimes, W. (2012). Applying fuzzy extended analytical hierarchy (FEAHP) for selecting...
    • Zhang, W. (2004). Handover decision using fuzzy MADM in heterogeneous networks (Vol. 2, pp. 653–658 Vol.2). http://doi.org/10.1109/WCNC.2004.1311263
Fundación Dialnet

Mi Documat

Opciones de artículo

Opciones de compartir

Opciones de entorno