Ruin Theory for Dynamic Spectrum Allocation in LTE-U Networks

LTE in the unlicensed band (LTE-U) is a promising solution to overcome the scarcity of the wireless spectrum. However, to reap the benefits of LTE-U, it is essential to maintain its effective coexistence with WiFi systems. Such a coexistence, hence, constitutes a major challenge for LTE-U deployment. In this paper, the problem of unlicensed spectrum sharing among WiFi and LTE-U system is studied. In particular, a fair time sharing model based on \emph{ruin theory} is proposed to share redundant spectral resources from the unlicensed band with LTE-U without jeopardizing the performance of the WiFi system. Fairness among both WiFi and LTE-U is maintained by applying the concept of the probability of ruin. In particular, the probability of ruin is used to perform efficient duty-cycle allocation in LTE-U, so as to provide fairness to the WiFi system and maintain certain WiFi performance. Simulation results show that the proposed ruin-based algorithm provides better fairness to the WiFi system as compared to equal duty-cycle sharing among WiFi and LTE-U.Comment: Accepted in IEEE Communications Letters (09-Dec 2018

Spectrum sharing models in cognitive radio networks

Spectrum scarcity demands thinking new ways to manage the distribution of radio frequency bands so that its use is more effective. The emerging technology that can enable this paradigm shift is the cognitive radio. Different models for organizing and managing cognitive radios have emerged, all with specific strategic purposes. In this article we review the allocation spectrum patterns of cognitive radio networks and analyse which are the common basis of each model.We expose the vulnerabilities and open challenges that still threaten the adoption and exploitation of cognitive radios for open civil networks.L'escassetat de demandes d'espectre fan pensar en noves formes de gestionar la distribució de les bandes de freqüència de ràdio perquè el seu ús sigui més efectiu. La tecnologia emergent que pot permetre aquest canvi de paradigma és la ràdio cognitiva. Han sorgit diferents models d'organització i gestió de les ràdios cognitives, tots amb determinats fins estratègics. En aquest article es revisen els patrons d'assignació de l'espectre de les xarxes de ràdio cognitiva i s'analitzen quals són la base comuna de cada model. S'exposen les vulnerabilitats i els desafiaments oberts que segueixen amenaçant l'adopció i l'explotació de les ràdios cognitives per obrir les xarxes civils.La escasez de demandas de espectro hacen pensar en nuevas formas de gestionar la distribución de las bandas de frecuencia de radio para que su uso sea más efectivo. La tecnología emergente que puede permitir este cambio de paradigma es la radio cognitiva. Han surgido diferentes modelos de organización y gestión de las radios cognitivas, todos con determinados fines estratégicos. En este artículo se revisan los patrones de asignación del espectro de las redes de radio cognitiva y se analizan cuales son la base común de cada modelo. Se exponen las vulnerabilidades y los desafíos abiertos que siguen amenazando la adopción y la explotación de las radios cognitivas para abrir las redes civiles