Uma abordagem para otimização do período de sensoriamento em rádio cognitivo com algoritmo genético multiobjetivo

A eficiência espectral em redes baseadas na tecnologia de Rádio Cognitivo (RC) pode ser comprometida caso o rádio seja utilizado por muito tempo para a detecção em vez da transmissão de dados. Por isso, tornam-se necessários esquemas de sensoriamento que tenham o objetivo de obter o máximo possível de utilização do espectro, evitando sensoriamento desnecessário, bem como, obtendo o mínimo de interferência na transmissão do usuário primário decorrente de detecção incorreta de sua transmissão. Neste trabalho, propomos a utilização de Algoritmos Genéticos para realizar a adaptação do período de sensoriamento. O objetivo é obter um período de sensoriamento ótimo para os canais com vistas a maximizar a descoberta de oportunidades no espectro e minimizar o overhead decorrente do sensoriamento. A maioria dos trabalhos relacionados a este assunto considera que o overhead de sensoriamento é fixo, não levando em conta que alguns canais podem ter menor tolerância à interferência que outros. A proposta apresentada neste trabalho pode adaptar-se aos requisitos de tolerância à interferência no canal licenciado por meio da determinação de um período de sensoriamento que otimize as oportunidades para qualquer valor de overhead definido. Nossa proposta consegue obter um ganho de até 90% em relação às técnicas não otimizadas no número de oportunidades encontradas, até 40,9% no ganho de transmissão útil e obteve uma redução no tempo de interferência de 66,83%, bem como resultados similares aos obtidos por uma proposta otimizada presente na literatura, com a vantagem de permitir a adaptação do overhead de sensoriamento.

ABSTRACT: The spectral efficiency in networks based on cognitive radio (CR) technology can be compromised if the radio is used for a long time for the detection instead of data transmission. So it becomes necessary sensing schemes that have the purpose of obtaining the maximum possible use of spectrum, avoiding unnecessary sensing, as well as obtaining a minimum of interference in the transmission of the primary user due to incorrect detection of its transmission. In this paper, we propose the use of genetic algorithms for the adaptation of the sensing period. The goal is to obtain an optimal channels sensing period in order to maximize the discovery of spectrum opportunities and minimize the overhead due to the sensing. Most related works to this issue adopt fixed sensing overhead, not taking into account that some channels may have less tolerance to interference than others. The proposal presented in this work can adapt to the requirements of tolerance to interference with licensed channel by determining a period of sensing that optimizes the opportunities for any set amount of overhead. Our proposal achieves a gain up to 90% compared to nonoptimized techniques in terms of the number of opportunities found up to 40.9% gain in useful transmission and obtained a reduction in the time of interference of 66.83%. In addition, our proposal also achieves similar results to those obtained by an optimized proposal in the literature, with the advantage of allowing the adaptation of the sensing overhead.