Características do usuário primário e seu impacto nos mecanismos de acesso dinâmico ao espectro

Abstract

Acesso oportunístico é um novo modelo de alocação de espectro cujo objetivo é reaproveitar porções subutilizadas do espectro licenciado. Em redes de acesso dinâmico, os detentores de licença, conhecidos como usuários primários, permitem que usuários não licenciados, chamados usuários secundários, explorem o espectro ocioso. Um dos problemas enfrentados durante reuso de espectro é a dificuldade que usuários secundários têm de obter retorno eficiente das oportunidades de acesso disponíveis. A exploração das oportunidades de acesso depende da capacidade de usuários secundários analisarem o ambiente em que se encontram e adaptarem sua comunicação a esse meio. Este trabalho considera a modelagem do espectro de forma realista como mecanismo para uma avaliação de um protocolo de acesso secundário. O acesso secundário ao espectro foi avaliado com base em uma modelagem feita em função de um conjunto de parâmetros: dimensão do espectro acessível K, número de canais alocados por comunicação (símbolo da letra grega lambda), taxa de disponibilidade do espectro P, tempo de transmissão de usuários primários Tt UP, tempo de transmissão de usuários secundários Tt US e tempo de sensoriamento T2 do espectro. A interferência destes parâmetros no acesso secundário foi avaliada analiticamente e através de simulações. Os resultados obtidos demonstram que a boa caracterização dos parâmetros de acesso tanto de usuários primários quanto secundários permite uma melhor utilização dos recursos existentes. Foi verificado a disponibilidade do espectro e o tamanho dos pacotes de dados primários influenciam significativamente o acesso secundário de forma que o acesso secundário efetivo varia de 1% à 98% em função destes parâmetros. Os resultados obtidos demonstram que a avaliação do meio na definição de protocolos de controle de acesso é fundamental. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Dynamic spectrum access is a new approach to spectrum allocation developed to explore underutilized portions of the licensed spectrum. In dynamic spectrum access networks, licensed users (also known as primary users) allow unlicensed users (also known as secondary users) to access spectrum opportunistically. One of the main challenges faced by secondary users is the ever changing nature of the licensed spectrum, which reduces opportunity exploitation. The effectiveness of spectrum reuse is directly related to the ability secondary users have of adapting to their environment. This work considers the realistic modeling of primary and secondary users spectrum access as an evaluation model for dynamic spectrum access protocols. Secondary access was evaluated based on spectrum modeling based on the following parameters: size of the accessible spectrum K, number of channels allocated per communication ((symbol of the Greek letter lambda) , spectrum availability rate P, primary and secondary data packet sizes Tt UP and Tt US and spectrum sensing time T2. The interference of these parameters in secondary spectrum access was evaluated by computer simulations. The results obtained show that the availability rate P and primary data packet sizes TUP t affect secondary access significantly and that secondary users adaptation allows for efficient spectrum resource exploitation. The percentage of successful communications vary from 1% when spectrum conditions are not adequate to 98% when conditions are optimal. These results demonstrate the need for more thorough spectrum evaluation in medium access control protocols.