Kavramsal Radyo Ağları İçin Jeton Tabanlı Kontrol Kanalı Protokolü

Abstract

Bu çalışmada kavramsal radyolarda frekans spektrumunun paylaşımı için bir kontrol kanalı protokolü önerilmiştir. Kavramsal radyolar, lisanslı kullanıcıları tarafından etkin olarak kullanılmayan frekansların boş alanlarının değerlendirilebilmesi için tasarlanmış lisanssız kullanıcılardır. Bu kullanıcıların frekans spektrumunu hem lisanslı kullanıcılarla hem de birbirleri ile paylaşmaları gerekmektedir. Birbirleri ile iletişim için bir kontrol kanalı üzerinden kontrol verilerini paylaşırlar. Bu sistemde karşılaşılan sorun yoğun ortamlarda ve zamanlarda kontrol kanalının tıkanması ve cevap veremez hale gelmesidir. Bu sorunun çözümü için bu tezde jeton tabanlı bir protokol önerilmiştir. Jeton dolaşım süresinin sabite yakın olması kontrol kanalının yanıt süresini kısaltmaktadır. Önerilen protokol ayrık zamanlı simulasyon ile test edilmiş ve sonuçlar CSMA/CA tabanlı bir protokol ile karşılaştırılmıştır ve başarılı sonuçlar elde edilmiştir.

In this study, the main purpose was designing a control channel protocol for spectrum sharing in cognitive radio networks. Cognitive radios are necessary since licensed users underutilize the frequency spectrum that they own and cause waste of valuable bandwidth. Unlicensed users (SUs, stations with cognitive radio) are considered for filling the white spaces left by licensed users. In addition to licensed users, SUs have to share the spectrum with each other by transmitting control data over a control channel. Therefore, control channel has vital importance on spectrum sharing. The control channel becomes saturated because of the increasing number of channel requests and control information when the network is loaded highly. For a robust solution, we propose a token ring based solution for the control channel; the token rotation time gives a predictable response delay; thus prevent unlimited waiting time which happens with other methods even though there are available licensed channels. The protocol proposed carries all global information inside the token so SUs make better decision about the management of the spectrum. The protocol was compared with a CSMA/CA protocol and gained better results in response delay and utilization.