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Medium access control messaging scheme for cognitive radio networks
Bolívar, Nicolás
Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca; Marzo i Lázaro, Josep Lluís; Universitat de Girona
Los sistemas de radio cognitivos son una solución a la deficiente distribución del espectro inalámbrico de frecuencias. Usando acceso dinámico al medio, los usuarios secundarios pueden comunicarse en canales de frecuencia disponibles, mientras los usuarios asignados no están usando dichos canales. Un buen sistema de mensajería de control es necesario para que los usuarios secundarios no interfieran con los usuarios primarios en las redes de radio cognitivas. Para redes en donde los usuarios son heterogéneos en frecuencia, es decir, no poseen los mismos canales de frecuencia para comunicarse, el grupo de canales utilizado para transmitir información de control debe elegirse cuidadosamente. Por esta razón, en esta tesis se estudian las ideas básicas de los esquemas de mensajería de control usados en las redes de radio cognitivas y se presenta un esquema adecuado para un control adecuado para usuarios heterogéneos en canales de frecuencia. Para ello, primero se presenta una nueva taxonomía para clasificar las estrategias de mensajería de control, identificando las principales características que debe cumplir un esquema de control para sistemas heterogéneos en frecuencia. Luego, se revisan diversas técnicas matemáticas para escoger el mínimo número de canales por los cuales se transmite la información de control. Después, se introduce un modelo de un esquema de mensajería de control que use el mínimo número de canales y que utilice las características de los sistemas heterogéneos en frecuencia. Por último, se comparan diversos esquemas de mensajería de control en términos de la eficiencia de transmisión.
Cognitive Radio (CR) is one possible option for mitigating the inefficient wireless spectrum distribution that occurs as a result of fixed spectrum allocation. The use of Dynamic Spectrum Access capabilities will potentially enable secondary users to utilize available and unoccupied frequency slots (channels) whenever the licensed users for those channels are absent. In Cognitive Radio Networks (CRNs), whenever users access the spectrum in an opportunistic manner, control messaging is a crucial issue to ensure that secondary users, i.e. Cognitive Radio Users (CRUs), do not interfere with the licensed users, i.e. Primary Users. In CRNs, where not all CRUs share the same set of channels, i.e. CRUs with Heterogeneous Frequency Devices (HFD), a set of channels must be chosen with care to allow all CRUs in the network to be able to transmit and receive control information. The thesis considers how Control Messaging Schemes (CMSs) can be used within CRNs and proposes a novel CMS for a CRN supporting HFDs. The thesis starts by classifying the CMSs; generating a new taxonomy and identifying the main characteristics for an efficient CRN with HFD. Then, different mathematical approaches for choosing the set of channels used for control information are presented. Next, a CMS for a CRN with HFDs model based upon the aforementioned characteristics and calculating the minimum number of channels for transmitting control information is proposed. Finally the thesis concludes with a number of CMS being presented and evaluated in terms of their impact upon transmission efficiency.
03-09-2012
Cognitive Radio Networks
Control Messaging Schemes
Dynamic Spectrum Access
Heterogeneous Frequency Devices
Minimum Channel Problem
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Informe
Els ajuts de l'AGAUR;2011FI_B2 00017
         

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