Toward Reliable Contention-aware Data Dissemination in Multi-hop Cognitive Radio Ad Hoc Networks

This paper introduces a new channel selection strategy for reliable contentionaware data dissemination in multi-hop cognitive radio network. The key challenge here is to select channels providing a good tradeoff between connectivity and contention. In other words, channels with good opportunities for communication due to (1) low primary radio nodes (PRs) activities, and (2) limited contention of cognitive ratio nodes (CRs) acceding that channel, have to be selected. Thus, by dynamically exploring residual resources on channels and by monitoring the number of CRs on a particular channel, SURF allows building a connected network with limited contention where reliable communication can take place. Through simulations, we study the performance of SURF when compared with three other related approaches. Simulation results confirm that our approach is effective in selecting the best channels for efficient and reliable multi-hop data dissemination. Key-words: multi-hop cognitive radio networks, opportunistic forwarding, dynamic channel selection, data dissemination. ∗ Lip6/Universite Pierre et Marie Curie Paris 6, France † INRIA, France and TU-Berlin, Germany ‡ LaBRI/ENSEIRB, France § Lip6/Universite Pierre et Marie Curie Paris 6, France in ria -0 04 82 91 0, v er si on 1 11 M ay 2 01 0 Dissémination fiable de données dans les réseaux radio cognitifs multi-sauts Résumé : Nous présentons dans cet article une nouvelle stratégie de sélection de fréquences pour la dissémination fiable des données dans le réseau radio cognitifs multi-sauts. Le principal défi ici est de sélectionner des fréquences offrant un bon compromis entre la connectivité et les contentions. En d’autres termes, il s’agit de sélectionner les fréquences offrant de bonnes opportunités de communication en raison de (1) la faible activité des nœuds radio primaire (PR), et (2) la contention limitée entre les nœuds ratios cognitifs (CR) opérant sur ces fréquence. Ainsi, en explorant dynamiquement les ressources résiduelles sur les fréquences des primaires et en contrôlant le nombre de CR sur une fréquence particulière, notre stratégie SURF permet de construire un réseau connecté à contention limitée où des communications fiables peuvent être effectuées. Grâce à une large étude basées sur des simulations, nous étudions les performances de SURF par rapport à trois autres approches. Les résultats de simulation confirment que notre stratégie permet la sélection des meilleures fréquences adaptées à une dissémination fiable et efficace des données dans un réseau radio cognitifs multisauts. Mots-clés : Réseaux radio cognitifs multi-sauts, routage opportuniste, sélection dynamique de fréquence, dissémination de données in ria -0 04 82 91 0, v er si on 1 11 M ay 2 01 0 Toward Reliable Contention-aware Data Dissemination in Multi-hop CRAHNs 3