Study of opportunistic routing algorithms for multi-hop cognitive radio networks

Cognitive radios are wireless devices that sense licensed bands in search of transmission opportunities. Cognitive radios can exchange the sensed data to estimate the spectrum map of the covered geographical area. The spectrum map can be exploited then to implement opportunistic medium access and routing algorithms that optimize the cognitive radio network performance while ensuring the required protection to licensed users. In this context, the objective is to evaluate existing and novel routing algorithms that make use of the estimated spectrum map.
As a consequence of the growing spectrum saturation, new alternatives like Cognitive Radio are considered. Cognitive Radio (CR) networks have as a purpose to route information through the CR network without interfering the present licensed users or decreasing their quality of service as less as possible. Some alternatives to solve this routing difficulties have been investigated. The existent users can have quite diverse kind of activity models. This project wants to study if the PU activity model is critical for the used algorithm and if there exists any routing algorithm which runs better indistinctly of the assumed model. According to this, an existing routing algorithm [7] based on local spectrum knowledge has been taken as a benchmark to assess the behaviour of routing algorithms under different primary users’ activity models. At the same time, a new routing algorithm is proposed that does not need too much PU activity information and shows, in some situations, an acceptable routing cost deterioration regardless of the statistical model considered.
Como consecuencia de la creciente saturación del espectro radioeléctrico, se han empezado a considerar nuevas alternativas como la Radio Cognitiva. Las redes Cognitivas tienen como propósito encaminar la información a través de la red sin interferir a los usuarios con licencia o bien, empeorando su cualidad de servicio en la menor medida de lo posible. Algunas alternativas para abordar estos problemas ya se han empezado a investigar. Los usuarios con licencia pueden tener diversos tipos de modelos de actividad radioeléctrica. En este proyecto, se pretende estudiar, si los modelos de actividad son cruciales de acuerdo con el algoritmo utilizado i si existe algún algoritmo de enrutamiento que funcione mejor independientemente del modelo utilizado. Por consiguiente, un algoritmo ya existente [7] basado en el conocimiento del espectro a nivel local, se ha tomado como punto de referencia para avaluar el comportamiento de los algoritmos en función del modelo de actividad de los usuarios primarios. Al mismo tiempo, se ha propuesto un nuevo algoritmo que no necesita demasiada información de la actividad de los usuarios primarios y muestra en algunos casos, un empeoramiento aceptable del coste de enrutamiento sin tener en cuenta el modelo estadístico considerado.
Com a conseqüència de la creixent saturació de l’espectre radioelèctric, s’han començat a considerar noves alternatives com la Radio Cognitiva. Les xarxes Cognitives tenen com a propòsit encaminar la informació a través de la xarxa sense interferir els usuaris amb llicència ja existents o bé, empitjorant la seva qualitat de servei en la menor mesura possible. Algunes alternatives per abordar aquests problemes ja s’han començat a investigar. Els usuaris amb llicència poden tenir diversos tipus de models d’activitat radioelèctrica. Aquest projecte el que vol és estudiar si en efecte, els models d’activitat són crucials en base l’algorisme utilitzat i si existeix algun algorisme d’encaminament que funcioni millor independentment del model utilitzat. Per tant, un algorisme ja existent [7] basat en el coneixement de l’espectre a nivell local, s’ha agafat com a punt de referència per avaluar el comportament dels algorismes en funció del model d’activitat dels usuaris primaris. Alhora, s’ha proposat un nou algorisme que no necessita massa informació de l’activitat dels usuaris primaris i mostra en alguns casos, un empitjorament acceptable del cost d’encaminament sense tenir en compte el model estadístics considerat.