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Radio Cognitive et Accès Dynamique au Spectre

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Radio Cognitive et Accès Dynamique au Spectre

Asma Amraoui, Badr Benmammar

To cite this version:

Asma Amraoui, Badr Benmammar. Radio Cognitive et Accès Dynamique au Spectre. 3rd cycle. 2012. �cel-00688936�

(2)

Radio Cognitive et Accès Dynamique au Spectre

Asma AMRAOUI

Badr BENMAMMAR

Laboratoire de Télécommunications Tlemcen

Université Abou Bekr Belkaid -Tlemcen

(3)

Contexte

Communications sans fil

&

(4)

Introduction

 La demande croissante de la communication sans

fil introduit le défi de l’utilisation efficace du spectre.

 La Radio Cognitive

RC

est apparue comme une

technologie

clé

pour

permettre

un

accès opportuniste au spectre.

technologie

clé

pour

permettre

un

accès opportuniste au spectre.

 Application des techniques de l’

IA

dans la

RC

est très

prometteuse.

(5)

Objectif

Présenter la technologie de la RC

Introduire les techniques de coopération

Introduire les techniques de coopération

(6)

Plan

 Radio Cognitive

 Définition

 Fonctions

 Accès Dynamique au Spectre

5/18

 Accès Dynamique au Spectre

 Utilisation de la théorie des enchères

 Utilisation de la théorie des jeux

 Utilisation des modèles de Markov

 Utilisation des Systèmes Multi Agents

(7)

Radio cognitive RC

 Présentée par Joseph Mitola en 1998

 Définir les paramètres de fonctionnement

de la fréquence radio

de la fréquence radio

(8)

Principe de la RC

Débit excellent!

Baisse de débit !

Débit acceptable !

Débit très faible !

Activation de la RC

Recherche d’une bande libre …

Connexion établie

Retour à la bande initiale

16/24

Retour à la bande initiale

Débit acceptable !

(9)

Observer

Orienter

Urgent

Immédiat

Action urgente?

planification nécessaire?

[J. Mitola, 1999]

Cycle de cognition

Agir

Planifier

Décider

Apprendre

Prendre des décisions

Produire des actions

(10)

 Détection du spectre

Fonctions de la RC

Détecter le spectre non utilisé

Le partager sans interférence avec d’autres utilisateurs

 Gestion du spectre

 Mobilité du spectre

 Capter les meilleures fréquences disponibles

9/18

Le partager sans interférence avec d’autres utilisateurs

Obtenir le statut du spectre (libre /occupé)

 Mobilité du spectre

 Capter les meilleures fréquences disponibles

 Analyse du spectre

 Décision sur le spectre

 Le processus qui permet à l’utilisateur de la RC de changer

sa fréquence de fonctionnement.

(11)

 Résoudre le problème de l’encombrement.

 Surmonter les limites des systèmes sans fil.

Accès Dynamique au Spectre

(12)

Accès Dynamique au Spectre

 Théorie des enchères

 Théorie des jeux

PU

= Utilisateur Primaire (

P

rimary

U

ser)

 Modèles de markov

 Systèmes Multi Agents

11/18

(13)

Théorie des enchères

 Maximiser l’utilisation du spectre pour les SU.

 Pas de SU et PU dans le même canal.

 Le régulateur alloue les canaux aux PU,

 Le régulateur alloue les canaux aux PU,

ces derniers allouent les portions inutilisées

de leur canal aux SU

[Huang, 2004].

 Le régulateur alloue le droit d’être SU ou

PU dans le canal

[Gauray, 2010].

(14)

Théorie des jeux

 Jeux

coopératifs:

réduire la puissance de

transmission des SU afin d’éviter les interférences

avec les transmissions des PU

[Yang, 2010].

 Jeux

compétitifs:

attribution de fréquences dans les

réseaux RC

[Wang, 2010].

(15)

Modèles de Markov

 Modélisation de l’interaction entre les SU et PU

pour l’accès au spectre.

 Analyser les différentes politiques proposées

pour le partage du spectre

[Jiandong, 2010].

(16)

Systèmes Multi Agents

 Coopération entre les PU et les SU

[Mir, 2011]

 Coopération entre les SU seulement

[Mir, 2010]

 Coopération entre les SU seulement

[Mir, 2010]

 Chaque terminal RC est équipé d’un agent

intelligent.

(17)

Systèmes Multi Agents

 Négociation parmi les utilisateurs secondaires.

[Li, 2009]

 Un agent courtier est inclus pour la négociation.

 Un agent courtier est inclus pour la négociation.

(18)

Conclusion

 Etude des différentes approches relatives à

l’accès dynamique au spectre.

(19)

Perspectives

 Améliorer la fiabilité du lien sans fil et garantir une

bonne qualité de service aux terminaux RC mobiles en

intégrant les Systèmes Multi Agents.

intégrant les Systèmes Multi Agents.

(20)

Références

[J. Mitola, 99] J. Mitola and G. Maguire “Cognitive radio: Making software radios more personal’’, IEEE Personal Communications, August 1999.

[Huang, 2004] J. Huang, R. Berry, M. Honig “Auction Mechanisms for Distributed Spectrum Sharing”. In Proc. of 42ndAllerton Conference, 2004.

[Gauray, 2010] Gaurav, S., Kasbekar, and Sarkar, S. (2010). Spectrum auction framework for access allocation in cognitive radio networks. IEEE.ACM Transactions on Networking, vol. 18, pp. 1841 allocation in cognitive radio networks. IEEE.ACM Transactions on Networking, vol. 18, pp. 1841 -1854.

[Yang, 2010] Yang, C., Li, J., and Tian, Z. (2010). Optimal power control for cognitive radio networks under coupled interference constraints: A cooperative game-theoretic perspective. IEEE

Transactions on Vehicular Technology, vol. 59, pp. 1696-1706.

[Wang, 2010] Wang, B., Wu, Y., and Liu, K. J. R. (2010). Game theory for cognitive radio networks: An overview. Elsevier Computer Networks, vol. 54, pp. 2537–2561.

[Jiandong, 2010] Jiandong Li; Chungang Yang. (2010). A Markovian Game-Theoretical Power Control Approach In Cognitive Radio Networks: A Multi-Agent Learning Perspective. Wireless Communications and Signal Processing (WCSP).

(21)

Références

[Mir, 2011] Usama Mir. “Utilization of Cooperative Multiagent Systems for Spectrum Sharing in Cognitive Radio Networks”. PHD THESES, Sep 2011.

[Mir, 2010] UsamaMir, LeilaMerghem-Boulahia, and Dominique Gaïti. “COMAS: A CooperativeMultiagent Architecture for Spectrum Sharing”. EURASIP Journal onWireless Communications and Networking,Volume 2010, Article ID 987691. 2010.

[Tian, 2010] Tian Chu et Al. “Spectrum Trading in Cognitive Radio Networks An Agent-based Model under Demand Uncertainty”. Global Telecommunications Conference. 2010.

[Li, 2009] Li, H. (2009). Multi-agent Q-Learning of Channel Selection in Multi-user Cognitive Radio Systems_A Two by Two Case.Systems, Man and Cybernetics.

(22)

Références

[Benmammar, 2012] B. Benmammar, A. Amraoui and W. Baghli, “Performance improvement of wireless link reliability in the context of cognitive radio”. IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security, Vol.12, No.1, January 2012. Pages: 15-22.

[Amraoui, 2012a] A. Amraoui and al, “Toward cognitive radio resource management based on multi-agent systems for improvement of real-time application performance”, 5th IFIP International Conference on New Technologies, Mobility and Security (NTMS 2012). Istanbul, Turkey, May 7th-10th.

[Amraoui, 2012b] Asma Amraoui, Badr Benmammar, Francine Krief, Fethi Tarik Bendimerad. "Intelligent Wireless Communication System Using Cognitive Radio". IJDPS International Journal of Distributed and Parallel Systems. Vol.3, No.2, March 2012. pp: 91-104. ISSN-Online: 0976-9757, ISSN-Print: 2229-3957. Editor: Academy & Industry Research Collaboration Center (AIRCC). DOI : 10.5121/ijdps.2012.3208.

[Amraoui, 2012c] A. Amraoui, W. Baghli and B. Benmammar, "Improving video conferencing application quality for a mobile terminal through cognitive radio", Proceedings of the 14th IEEE International Conference on Communication Technology (ICCT 2012). Chengdu, China, November 9th-11th, 2012.

Références

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