scholarly journals Entry, Competition, and Regulation in Cognitive Radio Scenarios: A Simple Game Theory Model

2012 ◽  
Vol 2012 ◽  
pp. 1-13 ◽  
Author(s):  
Luis Guijarro ◽  
Vicent Pla ◽  
Jose R. Vidal ◽  
Jorge Martinez-Bauset
Keyword(s):  
Game Theory ◽  
Cognitive Radio ◽  
Simple Game ◽  
Spectrum Management ◽  
Theory Model ◽  
Innovative Technology ◽  
Primary Operator ◽  
Radio Technology ◽  
Cognitive Radio Technology

Spectrum management based on private commons is argued to be a realistic scenario for cognitive radio deployment within the current mobile market structure. A scenario is proposed where a secondary entrant operator leases spectrum from a primary incumbent operator. The secondary operator innovates incorporating cognitive radio technology, and it competes in quality of service and price against the primary operator in order to provide service to users. We aim to assess which benefit users get from the entry of secondary operators in the market. A game theory-based model for analyzing both the competition between operators and the subscription decision by users is proposed. We conclude that an entrant operator adopting an innovative technology is better off entering the market, and that a regulatory authority should intervene first allowing the entrant operator to enter the market and then setting a maximum amount of spectrum leased. This regulatory intervention is justified in terms of users utility and social welfare.

scholarly journals Study, design and development of novel architectures and technologies that exploit the digital spectrum dividend for the development of wireless local / metropolitan multimedia services infrastructures

2013 ◽  
Author(s):  
Αθηνά Μπουρδένα
Keyword(s):  
Quality Of Service ◽  
Cognitive Radio ◽  
Ad Hoc ◽  
Radio Resource Management ◽  
Radio Resource ◽  
Multimedia Services ◽  
Digital Spectrum ◽  
Radio Technology ◽  
Cognitive Radio Technology

Η Διδακτορική Διατριβή αυτή συμβάλλει στην ευκαιριακή αξιοποίηση του ραδιοφάσματος, μέσω της μελέτης, του σχεδιασμού και της υλοποίησης μίας πρωτότυπης αρχιτεκτονικής, η οποία επιτρέπει στις μη-αδειοδοτημένες (δευτερεύουσες) συσκευές να αξιοποιούν δυναμικά και σε τοπικό επίπεδο, τις διαθέσιμες τηλεοπτικές συχνότητες VHF/UHF (Τηλεοπτικό Λευκό Φάσμα - TVWS) για την παροχή πολυμεσικών υπηρεσιών σε ασύρματες τοπικές/μητροπολιτικές υποδομές. Βασιζόμενη στις πρόσφατες εξελίξεις της τεχνολογίας του γνωσιακού ραδιοφάσματος (Cognitive Radio technology) καθώς και εξετάζοντας τις νέες πολιτικές διαχείρισης του ραδιοφάσματος που θα αξιοποιηθούν για την εκμετάλλευση των απελευθερωμένων ραδιο-πόρων, η Διδακτορική Διατριβή παρουσιάζει μια υβριδική αρχιτεκτονική, για την αποδοτική διαχείριση του ραδιοφάσματος, είτε μέσω ενός μεσίτη φάσματος (Spectrum Broker), είτε μέσω τεχνικών αποφυγής παρεμβολών υπό την επίβλεψη μιας χωρικά τοποθετημένης βάσης δεδομένων (Geo-location database). Στα πλαίσια της παρούσας Διατριβής σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε, στο επίπεδο ζεύξης δεδομένων, ένας πρωτότυπος μηχανισμός, για την βέλτιστη διαχείριση των ραδιο-πόρων (Radio Resource Management - RRM) σε σχέση με την εγγυημένη παροχή Ποιότητας Υπηρεσίας (Quality of Service - QoS), καθώς και το μέγιστο δυνατό κέρδος των συναλλαγών. Προς την κατεύθυνση αυτή μελετήθηκαν, δύο είδη τεχνικών βελτιστοποίησης, η τεχνική λήψης αποφάσεων και η θεωρία παιγνίων, προκειμένου να αναπτυχθεί ένας νέος αλγόριθμος ικανός να παρέχει αποδοτικές λύσεις όσον αφορά τον ελάχιστο κατακερματισμό του φάσματος και το μέγιστο δυνατό κέρδος του μεσίτη φάσματος. Επιπλέον, η Διατριβή συμβάλλει στη μελέτη και ανάπτυξη ενός νέου πρωτοκόλλου δρομολόγησης, που επιτρέπει την επικοινωνία μεταξύ συστημάτων, τα οποία δημιουργούν ad-hoc γνωσιακά δίκτυα και βρίσκονται σε διαφορετικές περιοχές (δηλαδή, δεν υπάρχει άμεση ζεύξη επικοινωνίας μεταξύ τους). Για να γίνει αυτό, το βέλτιστο μονοπάτι επικοινωνίας εγκαθίσταται μέσα από μία σειρά ενδιάμεσων κόμβων που χρησιμοποιούν την γνωσιακή τεχνολογία, οι οποίοι επιλέγονται βήμα-προς-βήμα (hop-by-hop) αξιολογώντας τη χρονική καθυστέρηση της επικοινωνίας. Επιπλέον, και προκειμένου να αποφευχθούν πιθανές αποτυχίες στη διαδρομή ή υπερφόρτωση των ενδιάμεσων κόμβων, το πρωτόκολλο εφαρμόζει ένα πρωτότυπο μηχανισμό σε κάθε κόμβο, προκειμένου να εξισορροπείται το φορτίο κάνοντας ανακατεύθυνση της δικτυακής κίνησης. Για την επαλήθευση της εγκυρότητας της προτεινόμενης αρχιτεκτονικής, μία σειρά από πειράματα σχεδιάστηκαν και διεξήχθησαν υπό ελεγχόμενες συνθήκες περιβάλλοντος (προσομοιώσεις). Στα πλαίσια αυτά, ένα πειραματικό πρωτότυπο τέθηκε σε εφαρμογή σύμφωνα με τις τεχνικές προδιαγραφές σχεδιασμού, το οποίο αξιοποιήθηκε για τη διεξαγωγή μετρήσεων αξιολόγησης των επιδόσεων. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν επαλήθευσαν την ικανότητα της προτεινόμενης αρχιτεκτονικής για την υποστήριξη της ανάπτυξης τοπικών/μητροπολιτικών υποδομών πολυμέσων μέσω της ευκαιριακής αξιοποίησης του ραδιοφάσματος των TV WS και ανέδειξαν πεδία μελλοντικής έρευνας, όπως η λειτουργία με την ελάχιστη ενεργειακή απόδοση τόσο σε επίπεδο συστημάτων όσο και τελικών χρηστών ή η μελέτη μηχανισμών επιπέδου μεταφοράς για τον περιορισμό των μειονεκτημάτων του υπάρχοντος TCP σε χρονικά μεταβαλλόμενα συνδέσεις.

scholarly journals Machine Learning Implementation in Cognitive Radio Networks with Game-Theory Technique

2020 ◽  
Vol 2 (2) ◽  
pp. 68-75
Author(s):  
Dr. Jennifer S. Raj
Keyword(s):  
Game Theory ◽  
Cognitive Radio ◽  
Radio Networks ◽  
Spectrum Utilization ◽  
Queuing Model ◽  
Allocation Model ◽  
Preemptive Resume Priority ◽  
Radio Technology ◽  
Cognitive Radio Technology ◽  
Theory Technique

Significant enhancement of spectrum utilization can be performed by means of Cognitive Radio technology. A game theory based Cognitive Radio Network with Dynamic Spectrum Allocation model is proposed in this paper. M|M|1 queuing model is implemented along with Preemptive Resume Priority for accommodation of all the cases. An Incremental Weights-Decremental Ratios (IW-DR) algorithm based on priority-based scheduling is used for supplementing this theory. Regression models are used for restructuring and improving the efficiency of the system.

Spectrum Trading Analyze in the Spectrum Sharing Framework in Cognitive Radio Networks

2019 ◽  
Vol 10 (1) ◽  
pp. 1-18
Author(s):  
Prince Semba Yawada ◽  
Mesmin J. Mbyamm Kiki ◽  
Mai Trung Dong
Keyword(s):  
Cognitive Radio ◽  
Spectrum Sharing ◽  
Cognitive Radio Network ◽  
Radio Networks ◽  
Radio Network ◽  
Primary Operator ◽  
Bertrand Model ◽  
Competitive Prices ◽  
Effective Design

The effective design of a cognitive radio network must take into account economic and technical aspects. This article presents a commercial formulation of the spectrum by the primary operators who decide to sell a part of their spectrum to a group of cognitive users in order to earn money and to promote the efficient use of the spectrum. Three systems of spectrum pricing are compared and suggested, such as the cooperative price based on the optimization of the profits, the market equilibrium, and the competitive prices focused on the competition of Bertrand. The Bertrand model examines the influences of certain parameters of the system such as the quality of the channel based on the Nash equilibrium and the substitutability of the spectrum. The differences in the various aspects of these systems of pricing are presented through the graphs. The authors note through the obtained result that the profit of the primary operator depends not only on the demand quantity of the spectrum but also on the behavior of the primary operators.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document