This work proposes a feedback algorithm based on a Fuzzy AnalyticalHierarchical Process Method (FAHP) to improve decision making for the spectral handoff. We named it Feedback FAHP (FFAHP). To assess the performance level of the developed algorithms, a comparative analysis was made between the proposed FFAHP algorithm and the most relevant spectrum handoff algorithms in the current literature. These algorithms were assessed with the same decision criteria, which are, the probability of channel availability, estimated channel time availability, the signal to interference plus noise ratio and bandwidth. Unlike other related papers, benchmarking was validated through a trace of real spectrum occupation data captured in the frequency band GSM and Wi-Fi, which model the real behavior of primary users. In the validation phase, eight assessment scenarios were proposed to consider, two types of networks: GSM and Wi-Fi, two kinds of applications: real-time and best-effort, two traffic levels: high and low, and five evaluation metrics: number of handoffs, the number of failed handoff, bandwidth, delay, throughput. The results show that the proposed FFAHP Algorithm provides a performance improvement. The FFAHP Algorithm supplies an efficient and effective process for selecting frequency channels. The results indicate that the proposed FFAHP Algorithm provides a performance improvement. The FFAHP Algorithm supplies an efficient and effective method for selecting frequency channels. The results also show that the FFAHP Algorithm has a low average rate of handoffs, an effective use of the bandwidth, low delay and a high level of throughput; all these combined with the fact that the feedback implemented, stabilizes the system avoiding loops with consecutive hops to alternate frequencies. RESUMEN: Este trabajo propone un algoritmo difuso realimentado basado en el métodoFuzzy Analytical Hierarchical Process (FAHP) para mejorar la toma de decisiones para el handoff espectral. El algoritmo propuesto es denominado Feedback FAHP (FFAHP). Para evaluar el nivel de desempeño de los algoritmos desarrollados se realiza un análisis comparativo entre el algoritmo FFAHP propuesto y los algoritmos de handoff espectral más relevantes en la literatura actual. Estos algoritmos son diseñados con los mismos criterios de decisión, los cuales son: probabilidad de disponibilidad del canal, tiempo estimado de disponibilidad del canal, relación señal a ruido más interferencia y ancho de banda. A diferencia de los trabajos relacionados, la evaluación comparativa se validó a través de una traza de datos reales de ocupación espectral capturados en la banda de frecuencia GSM y Wi-Fi, que modelan el comportamiento real de los usuarios primarios. En la fase de validación se propusieron ocho escenarios de evaluación, al considerar, dos tipos de redes: GSM y Wi-Fi, dos clases de aplicaciones: tiempo-real y mejor-esfuerzo, dos niveles de tráfico: alto y bajo, y cinco métricas de evaluación: número de handoff, número de handoff fallidos, ancho de band...

A very important task in Mobile Cognitive Radio Networks (MCRN) is to ensure that the system releases a given frequency when a Primary User (PU) is present, by maintaining the principle to not interfere with its activity within a cognitive radio system. Afterwards, a cognitive protocol must be set in order to change to another frequency channel that is available or shut down the service if there are no free channels to be found. The system must sense the frequency spectrum constantly through the energy detection method which is the most commonly used. However, this analysis takes place in the time domain and signals cannot be easily identified due to changes in modulation, power and distance from mobile users. The proposed system works with Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK) and Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) for systems from Global System for Mobile Communication (GSM) to 5G systems, the signals are analyzed in the frequency domain and the Rényi-Entropy method is used as a tool to distinguish the noise and the PU signal without prior knowledge of its features. The main contribution of this research is that uses a Software Defined Radio (SDR) system to implement a MCRN in order to measure the behavior of Primary and Secondary signals in both time and frequency using GNURadio and OpenBTS as software tools to allow a phone call service between two Secondary Users (SU). This allows to extract experimental results that are compared with simulations and theory using Rényi-entropy to detect signals from SU in GMSK and OFDM systems. It is concluded that the Rényi-Entropy detector has a higher performance than the conventional energy detector in the Additive White Gaussian Noise (AWGN) and Rayleigh channels. The system increases the detection probability (PD) to over 96% with a Signal to Noise Ratio (SNR) of 10dB and starting 5 dB below energy sensing levels.

Se presenta una revisión sobre la movilidad espectral en redes de radio cognitiva, describiendo el Handoff espectral, sus clasificaciones, sus enfoques actuales, sus criterios de decisión y sus métricas de evaluación de acuerdo con la literatura actual. La revisión se realizó a partir del análisis de publicaciones recientes de corriente principal con sus respectivas citas, tratando de proveer un marco referencial completo de la literatura actual sobre la movilidad espectral en redes de radio cognitiva. Los principales resultados determinan la importancia de soluciones escalables y la optimización de la detección y selección del canal objetivo, teniendo en cuenta la carga de tráfico, el comportamiento del usuario, los niveles de interferencia, la caracterización del espectro, el tipo de aplicación y la necesidad de múltiples canales de frecuencia. El estudio sugiere que se deben diseñar algoritmos adaptativos que permitan optimizar los recursos involucrados durante el Handoff espectral.

Este artículo describe los detalles y resultados de una campaña de medición de espectro, que tuvo lugar en Bogotá (Colombia) desde Marzo a Diciembre de 2012. El estudio incluye el análisis de ocupación de las bandas de frecuencias que van desde 54 MHz a 6 GHz. Las mediciones se ordenan de acuerdo a las diferentes bandas y servicios, a fin de proveer una visión clara de los ciclos de trabajo típicos asociados a diferentes tecnologías. Los resultados sugieren que la utilización actual del espectro es todavía muy baja, incluso en una densa área urbana.

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This paper describes the details and results of a spectrum occupancy measurement campaign that took place in Bogota (Colombia) from March to June 2012. The scope of the study includes all frequency bands ranging from 54 MHz to 6 GHz. Measurements are sorted according to different bands and services so as to provide a clear insight into the typical duty cycles associated to different technologies. Results suggest that current spectrum utilization remains remarkably low even in busy metropolitan areas in capital cities (namely an outdoor metropolitan environment).

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ResumenEn este artículo se reporta un análisis de la incidencia de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) en especial para el servicio de Internet en la localidad de Ciudad Bolívar en Bogotá-Colombia, que es uno de los sectores con mayores índices de pobreza en la ciudad. El principal objetivo del estudio fue recopilar la información pertinente para identificar las características de la localidad en cuanto a tecnología y principales necesidades que se puedan suplir o mejorar a través de las TIC. Para caracterizar adecuadamente las necesidades de la población, se realizan tres tipos de encuestas: hogar, entorno y empresarial. Luego, se presentan los resultados estadísticos de este estudio, teniendo en cuenta el error permitido y el nivel de confianza estimado.Palabras clave: tecnologías de la información y la comunicación, estadística paramétrica, brecha digital, alfabetización digital AbstractIn this paper the analysis of the impact of Information and Communication Technology (ICT) especially for the Internet service in the area of Ciudad Bolivar in Bogota-Colombia, one of the sectors with the highest poverty rates in the city. The main objective of the study is to gather relevant information to identify the characteristics of the area in terms of technology and basic needs that can be supplied or improved through ICT. To properly characterize the needs of the population, three kinds of surveys were done: household, environment and enterprise. Then, the statistical results of this study are presented, taking into account the permissible error and the estimated confidence level.