Christian Doerr, Douglas C. Sicker,and Dirk Grunwald
Urlan Salgado de [email protected]
Universidade Federal do Paraná11 de Novembro de 2009
Dynamic Control Channel Assignment in Cognitive Radio Networks using Swarm
Intelligence
GLOBECOM2008
SumárioSumário
Introdução Motivação Trabalhos relacionados Gerenciamento dos canais de controle Atribuição do canal de controle global Considerações finais
Joseph Mitola (1999) Rádio capaz de se auto-organizar Funções do rádio cognitivo
Sensoriamento, gerenciamento, mobilidade e compartilhamento do espectro
Artigo publicado em dezembro de 2002 pela FCC (Federal Communications Commission) Baixo uso de frequências licenciadas Mark Lewyn: “A televisão é um deserto de
desperdício de espectro”3/16
Rádio CognitivoRádio Cognitivo
Artigos propõem soluções para o rádio cognitivo
Consideram canal de controle comum, conhecido e global
Estratégias para se encontrar o canal comum Definir um canal fixo e dedicado gargalo Selecionar um canal dinamicamente
overhead
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IntroduçãoIntrodução
Propôr uma solução que Selecione o canal de controle
dinamicamente Consuma menos recursos Remova o overhead gerado Elimine problemas de compatibilidade e
interoperabilidade Swarm intelligence
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MotivaçãoMotivação
Poucas abordagens para gerenciamento dinâmico de canais de controle
Algumas abordagens usam esquemas TDMA HD-MAC
Comunicação segue uma estrutura de super-frame
Período de broadcast de beacon, janela de coordenação e período de transmissão de dados
Problemas Sincronização de tempo, overhead de
comunicação Abordagem de Krishnamurthy et al.
Necessidade de GPS ambiente outdoor
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Trabalhos relacionadosTrabalhos relacionados
Nova abordagem Gerência do canal de controle dinâmica Não possui os problemas
Overhead Sincronização de tempo Compatibilidade do protocolo
Descrição de dois cenários Homogeneidade do espectro Heterogeneidade do espectro
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Gerenciamento dos canais de Gerenciamento dos canais de controlecontrole
Homogeneidade do espectro Canal de controle global Único canal de controle
na rede Heterogeneidade do
espectro Não existe um único
canal de controle disponível para todos os nós ao mesmo tempo
Ocorre em grandes áreas
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Gerenciamento dos canais de Gerenciamento dos canais de controlecontroleCenáriosCenários
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Gerenciamento dos canais de Gerenciamento dos canais de controlecontroleCoordenando redes cognitivas Coordenando redes cognitivas Swarm intelligence Swarm intelligence O que é Swarm Intelligence?
Comportamento de sistemas auto-organizáveis e descentralizados
Exemplos: colônias de formigas e bactérias, sistema imunológico (endócrino, dendríticas), exame de abelhas, entre outros
Coordenar redes de rádio cognitivo empregando Swarm Intelligence
Escola de peixes
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Gerenciamento dos canais de Gerenciamento dos canais de controlecontroleFundamento biológicoFundamento biológico Cada indivíduo segue
três regras simples Coesão (a) Evitar obstáculos (b) Alinhamento (c)
Informações relevantes são propagadas para os vizinhos próximos
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Atribuição do canal de controle Atribuição do canal de controle globalglobalDeclaração do problemaDeclaração do problema Investigam a performance de adaptação do
algoritmo Formalizam o problema de atribuição do
canal de controle comum Formalização GLPK (Gnu Linear
Programming Kit)
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Atribuição do canal de controle Atribuição do canal de controle globalglobalAvaliaçãoAvaliação Software
|N| nós e |N / 2| exigências de controle de fluxo
Cada experimento replicado 1000 vezes
Hardware 3 e 4 laptops conectados Chipset Atheros + Driver
MadWifi Experimentos replicados
25 vezes
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Atribuição do canal de controle Atribuição do canal de controle globalglobalAvaliação da performance e comparaçãoAvaliação da performance e comparação 10 – 15 iterações
80% dos fluxos de controle teóricos
10 – 50 iterações próximo a perfeição
Escalabilidade é apenas uma questão
Algoritmo atinge bons níveis de performance em poucos passos
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Atribuição do canal de controle Atribuição do canal de controle globalglobalSumárioSumário Algoritmos baseados em Swarm
Intelligence para escolha do canal de controle Operam somente na informação local Operam seguindo regras simples Excelente performance do algoritmo
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Considerações FinaisConsiderações FinaisAutoresAutores Solução para atribuição do canal de
controle comum Swarm Intelligence gerenciar a
atribuição dos canais de controle dinamicamente
Algoritmo realiza a coordenação da rede Sem necessidade de troca de mensagens Reduzindo o overhead Sem necessidade de sincronização
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Considerações FinaisConsiderações FinaisUrlanUrlan Artigo exalta o problema do canal de
controle comum Explica as regras seguidas por cada
indivíduo Resultados animadores Avaliar outras métricas
Taxa de entrega, influência do overhead gerado na rede, etc.
Existe a necessidade de base Antigos artigos do autor Swarm Intelligence Rádio Cognitivo
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