I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o El e c tr i c a l   an d   C o m p u te r   En gi n e e r i n g   (I JEC E )   V o l .   9 ,   N o .   6 D e c e m be r   20 1 9,   pp .   5330 ~ 5339   IS S N :   2088 - 8708 D O I :   10. 1 1591 / i j e c e . v9 i 6 . pp5330 - 5 339             5330       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ I J E C E   A n   i n t e l l i g e n t   sp e c t r u m   h a n d o f f   s c h e m e   b a sed  o n   m u l t i p l e   a t t r i b u t e   d e c i si o n   m a k i n g   f o r   L T E - A   n e t w o r k         A b d u l r aq e b   A l h am m ad i 1 ,   M a r d e n i   R o s l e e 2 ,   M o h am ad   Y u s o ff  A l i as 3 K h al i d   S h e i k h i d r i s 4   Y o n Ju n   Jac k 5 A n as   B i n   A b as 6 K e s h .   S .   R an d h av a 7   1, 2 , 3 , 4 , 7 C e nt e r   o f   W i r e l e s s   T e c hno l o gy ,   F a c ul t y   o f   E ng i ne e r i ng ,   M ul t i m e d i a   U ni v e r s i t y ,   M a l a y s i a   5 W e be   D i g i t a l   S dn  B hd ,   1 59 ,   J a l a n   T e m p l e r ,   S e ks y e 8 ,   P e t a l i ng   J a y a ,   M a l a y s i a   6 T e l e ko m   R e s e a r c a nd   D e v e l o pm e n t   S dn   B hd ,   T M   I nnov a t i o C e nt r e ,   L i ng ka r a n   T e kno kr a t   T i m ur ,   M a l a y s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   A ug  25,   201 8   R e v i s e D e c   23,   2018   A c c e pt e J ul   2 ,   2019       C og ni t i v e   r a di o   ne t w o r ks   ( C R N s )   pl a y   a i m po r t a n t   r o l e   i n   w i r e l e s s   c om m uni c a t i o ns   w h i c ha v e   t he   a b i l i t y   t o   s i g ni f i c a nt l y   ut i l i z e   t he   s pe c t r um   t ha t   i s   no t   i u s e a n r e d uc e   t he   c ur r e nt   s pe c t r um   s c a r c i t y .   C R   a l l o w s   unl i c e ns e us e r s   ( s e c o nda r y   us e r s )   t o   o c c up y   t he   l i c e ns e s pe c t r u m s   w i t ho ut   c a us i ng   i nt e r f e r e nc e   w i t l i c e n s e d   us e r s   ( pr i m a r y   us e r s ) .   T h i s   c a b e   a c hi e v e s m o o t hl y   t hr o ug f o ur   m a i C R   pr o c e dur e s :   s pe c t r u m   s e ns i ng ,   s pe c t r um   d e c i s i o n,   s pe c t r um   s ha r i ng ,   a nd  s pe c t r um   m o bi l i t y .   I t hi s   pa pe r ,   w e   pr o po s e   a i n t e l l i g e nt   s pe c t r um   ha n do f f   ( H O )   s c he m e   ba s e o m ul t i p l e   a t t r i bu t e   de c i s i o m a ki ng   us i ng   a   f uz z y   l og i c   c o nt r o l l e r .   T he   H O   de c i s i o de pe n d s   o t hr e e   c o ns i de r e pa r a m e t e r s :   r e c e i v e po w e r ,   t r a f f i c   l o a a nd   a r r i v a l   r a t e   o f   t he   pr i m a r y   us e r s .   T he   s i m ul a t i o r e s ul t s   s ho w   t h e   pr o po s e s c he m e   r e d uc e s   t he   u nne c e s s a r y   H O s   a nd  t he   i n t e r f e r e nc e   w hi c l e a d s   t o   s e a m l e s s   a nd   e f f i c i e n t   c o m m uni c a t i o n.   Ke y w or d s :   Co gn i t i v e   ra di o     S pe c t r um   ha n do ff   F uz z y   l o gi c     L T E - A   C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e   A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   M a r de ni   R o s l e e ,     Ce n t e o f   W i r e l e s s   T e c hn o l o g y ,     F a c ul t y   of   E n g i n e e ri n g ,     M ul t i m e d i a   U ni v e r s i t y ,   63100 ,   Cy be r j a y a ,   S e l a ngo r ,   M a l a y s i a .   E m a i l :   m a r de n i . r o s l e e @ m m u . e du. m y       1.   I N TR O D U C TI O N   Im m o v a b l e   a n r i gi c e l l u l a r   s y s t e m s   h a v e   b e e n   f a i l i n t o   c o pe   w i t h   t h e   r e c e n t   g r o w i n g   c o m m uni c a t i o n   de m a n ds   due   t o   t h e   l a c o f   pr e de f i n e r e s o urc e s   a v a i l a b l e   f o r   us e ,   a s   w e l l   a s   t h e   c o n t i n uo us l y   e xpa n di n da t a   e xc ha n ge   r a t e s   [1].   H ow e ve r ,   c o gn i t i v e   ra di o   t e c hn o l o g i e s   w e r e   pr e s e nt e t o   a l l e v i a t e   t h e   c o n c e rn s   of   a r b i t r a r y   r e us e   of   t h e   s pe c t r um ,   w h i c h   m a y   i n t r o duc e   i n t e r f e r e n c e   [2,   3].   Co gni t i v e   r a d i o   t e c hn o l o gi e s   gr a nt   us e r s   a   s m o o t h   a c c e s s   t o   w h i t e   b a n ds   t o   re l i e v e   t h e   l i c e n s e s pe c t r u m   a nd  f ur t h e r   p r e v e n t   i n t e r f e r e n c e .   A dd i t i o na l l y ,   us e r s   a r e   c l a s s i f i e a s   e i t h e r   P ri m a r y   U s e r s   (P U s )   w h o   us e   t h e   e xi s t i ng  l i c e n s e s pe c t r um ,   o r   S e c o n da r y   U s e r s   (S U s )   w h o   a r e   o b l i ge t o   h o o n   t h e   w h i t e   b a n d .   A c c o r di n g l y ,   t h e   U S   F e d e r a l   Co m m u n i c a t i o n   Co m m i s s i o n   (F CC)  l i m i t e a c c e s s   of   P U   t o   di s t i n c t   f r e que n c i e s ,   a n S U s   t o   c e r t a i n   f r e que n c i e s .   T o   s m o o t h l y   a c c e s s   r e s o ur c e s ,   t h e   s pe c t r um   s e n s i ng  p r o c e s s   t a ke s   p l a c e   t o   i de n t i fy   t h e   a v a i l a b l e   a c c e s s i b l e   b a n ds   i n   t h e   e n v i r o nm e n t .   T hi s   i s   c o n s i de r e a s   t h e   m o s t   i m po rt a nt   s t a ge   s i n c e   i t   h e l ps   t o   a vo i d   a n y   p o t e n t i a l   o v e r l a p pi n b e t w e e n   P U s   a n S U s   [ 4,   5] .   T h e s e   a c c e s s i b l e   b a n ds   w i l l   b e   f ur t h e r   e v a l u a t e t o   s e l e c t   a n d   a s s o c i a t e   t h e   o n e   w i t h   t h e   l e a s t   a m o unt   o f   i n t e r f e r e n c e   t o   S U s .   H ow e ve r ,   S U s   a r e   o b l i ge t i m m e di a t e l y   h o off   t o   a n o t h e r   v a c a nt   b a n i n   c a s e   a n y   P U s   a r e   t r y i n t o   a c c e s s   t h e   b a n d.   H e n c e ,   S pe c t r um   H a n do ff   ( SH O)   m us t   b e   e ff i c i e n t   i n   i de nt i fy i n v a c a nt   b a n d s   a n t a ki ng  i m m e di a t e   h o ppi n g   de c i s i o n s   w h i c h   r e qui r e   s o m e   pr e - k n o w l e dge   a bo ut   l ow   t r a f f i c   s p e c t r um s   [ 6 ].   F i gu r e   s h o w s   t h e   S H O   m e c h a n i s m   o t r a n s i t i o n   o f   s pe c t r um   b a nds   f o r   us e r s   i n   Co gni t i v e   R a di o   (CR n e t w o r ks .   It   p r e s e n t s   t h a t   t h e r e   a r e   t hr e e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       A i nt e l l i g e nt   s pe c t r um   han dof f   s c he m e   bas e d   on  m ul t i pl e   at t r i but e   d e c i s i on…     ( A bd ul r aq e A l ham m adi )   5331   s pe c t r um   b a n ds   w h i c h   ha v e   s o m e   v a c a n t   c h a nn e l s .   T h e   S U   oc c upi e s   t h e   a v a i l a b l e   c h a nn e l   i n   s pe c t rum   b a n a n s t a rt s   i t s   c o nn e c t i o n s .   W h e t h e   l i c e n s e u s e r   (P U a rr i v e s   t o   o c c up y   i t s   l i c e n s e b a n d ,     t h e   un l i c e n s e us e r   (S U m us t   s t o p   i t s   c o nn e c t i o n   a n s w i t c he s   t o   a n o t h e r   a v a i l a b l e   c h a nn e l   i n   o t h e r   s pe c t r um   b a n ds   a n d   s o   o n .             F i gu r e   1 .   S H O   m e c ha n i s m       T h e   S H O   w a s   e n ha n c e t o   a t t a i n   a de qua t e   a n s e a m l e s s   c o n n e c t i v i t y   by   v a r i o us   f uz z y   l o gi c ,   i n t e l l i ge n c e   t e c hn i q ue s   us i n m a t h e m a t i c a l   t o o l s   t ha t   c a n   c o m po s e   r e a l - t i m e   de c i s i o n s .   S i m i l a r l y ,   t h e   a ut h o r s   of   [7]  pr e s e n t e a n   S H O   s c h e m e   t ha t   c o n s i de r s   a   n e go t i a t i o n   a p p r o a c h   b a s e o n   bo t h   p r i c e   a n d     us a ge - du r a t i o n.   T h e   a pp r o a c h   ha r e l a t i v e l y   m i ni m i z e b o t h   n um b e r s   o r e t u rn   n e go t i a t i o n s   a n H O s .   N o n e t h e l e s s ,   n o n - de s i r e H O s   m a y   s t i l l   o c c u r .   S ub s e q ue n t l y ,   t h e   a u t h o r s   o f   [8,   9]  p r o po s e a   m u l t i - a ge nt   n e go t i a t i o n   s c h e m e   t o   a l l ow   P U s   a n S U s   t o   s h a r e   a v a i l a b l e   r e s o ur c e s   a n r e duc e   t h e   n um b e r   o f   H O s .     Bo t h   s c h e m e   n e go t i a t i o n s   w i t h   P U   de pe n o n   m i n i m a l   p ri c e s   a m o n t h e   a v a i l a b l e   o n e s .   H ow e v e r ,   t h e   f i r s t   s c h e m e   n e go t i a t e s   w i t h   P U s   w h o   h o l i de n t i c a l   r e s o ur c e s ,   w hi l e   t h e   s e c o n n e go t i a t e s   w i t h   f e w   pr e - s e l e c t e d   P U s .   T hi s   do e s   n o t   o nl y   m i ni m i z e   t h e   H O   b l o c ki n ra t e ,   b ut   a l s o   r e duc e s   s e r v i c e   i n t e rr u pt i o n   p r o b a b i l i t i e s .   O t h e   o t h e r   ha n d ,   t h e   a u t h o r s   o f   [10]  e m pl oy e t h e   p ra c t i c a l   s w a rm   o pt i m i z a t i o n   a l go r i t hm   t o   a c c e l e r a t e   t h e   H O   t i m e   w h e n   a   P U   r e que s t s   a c c e s s   t o   a   S U s   r e s o ur c e .   T h e   s c h e m e   r e duc e t h e   H O   de l a y   by   a ppr o xi m a t e l y   35%,   w h i c h   a l s o   i m p r o v e t h e   qua l i t y   of  s e r v i c e .   A hm e e t   a l .   [11 p r o po s e t o   f o r e s e e   t h e   ga i n   o e a c h   c h a nn e l   t o   e n ha n c e   t h e   s pe c t r u m   s e l e c t i o n   pr o c e s s   a n f urt h e r   i m p r o v e   t h e   S i gn a l - to - Int e r f e r e n c e - pl us - N o i s e   R a t i o   (S IN R ).   T h e   s y s t e m   i ni t i a l l y   a n t i c i pa t e s   t h e   ga i n   o f   a l l   c h a nn e l s   a nd  f urt h e s e l e c t s   a n a s s o c i a t e s   t h e   o n e   w i t h   t h e   hi g h e s t   g a i p r e di c t i o n .   N e v e r t h e l e s s ,   t h e   a v a i l a b i l i t y   of   m ul t i p l e   c h a nn e l s   w i t h   di f f e r e n t   ga i n s   m a y   i m po s e   s o m e   di ff i c ul t y   for   e a s i l y   s e l e c t i n t h e   pe r f e c t   c h a nn e l ,   w h i c h   m a y   i n c r e a s e   de l a y   i t s e l f   [12].   T h e   a ut h o r s   o f   [13]  pr o pos e a   s y s t e m   t h a t   e nha n c e s   t h e   ut i l i z a t i o n   o f   t h e   a v a i l a b l e   s pe c t r u m   t o   a v e r t   i n c e s s a n t   s w i t c hi n b e t w e e n   c h a nn e l s .   U n l i ke   t h e   p r e v i o us   pa pe r ,   i t   s e l e c t s   t h e   c ha nn e l   w i t h   t h e   l e a s t   B i t   E rr o r   R a t e   (B E R a n t h e   h i g h e s t   s i g n a l   s t r e n g t h .   Co n s e que n t l y ,   t h e   t hr o ug h pu t   i s   i m p r o v e d,   b u t   P U s   a rr i v a l s   w e r e   n o t   e f f e c t i v e l y   d e t e c t e d.   A l t e rna t i v e l y ,   P ha m   e t   a l .   [14]   e m pl o y e t h e   H i dde n   M a r ko v   m o de l   t e v a l ua t e   a n o ve r s e e   t h e   c h a nn e l   s t a t us .   It   a r b i t r a ri l y   s e l e c t s   c h a nn e l s   us i n a   p r o a c t i v e   S H O   a l go r i t hm   t o   a n a l y z e   s y s t e m   e ff i c i e n c y .   T h e   a u t h o r s   p r e s e n t   a   s t u dy   o n   s i g n a l   s t r e n gt h   w i t h   f r e que n c y   a ppr o a c h e s   f r o m   1. 8G H z   t o   2. 2G H z   i n   i ndo o r   e n v i r o n m e nt s .   It   f o c us e s   m o r e   o n   m o b i l i t y   of   t h e   r e c e i v i n de v i c e ,   w h e r e   t h e r e   w i l l   b e   di ff e r e n t   di s t a n c e s .   In   t h e   pa pe r,   a n   U S R P   ( U n i v e r s a l   S o f t w a r e   R a di o   P e r i p h e r a l de v i c e   i s   us e a s   B a s e   S t a t i o n s   (B S t o   t r a n s m i t   t h e   de s i r e f r e que n c y   a s   w e l l   a s   t o   r e c e i v e   t h e   s i g n a l   s t r e n gt h   a t   c e rt a i n   di s t a n c e s   i n   t h e   i ndo o r   e n v i r o nm e nt   [15] .   I n   a n o t h e r   p a pe r,   t h e   a u t h o r s   f o c us   o n   t h e   S H ,   w h i c h   m a na ge s   t h e   m o v e m e n t s   o f   S U s   t o   oc c up y   t h e   v a c a n t   u nl i c e n s e s pe c t r um   w i t h o ut   i nt e rrupt i n g   t h e   t ra n s m i s s i o   of   P U s   [16].   In  r e c e n t   w o r ks ,   t h e r e   a r e   s e v e r a l   r e s e a r c h   a r t i c l e s   h a v e   r e c e nt l y   be e n   pub l i s h e s uc h   a s   [7 ,   17 ,   1 8]  t h a t   di s c us s e t h e   S H O   us i n d i f fe r e nt   a l go r i t hm s   t o   e nha n c e   S H O   pe r fo r m a n c e .   A l t h o ug h   t h e s e   p r o po s e d   a l go ri t hm s   p r o v i de   s o m e   e nh a n c e m e nt   i n   S H O   pe r f o r m a nc e ,   h o w e ve r ,   t h e y   di n o t   t a ke   s o m e   i m po rt a nt   pa r a m e t e r s   s uc a s   t r a f f i c   l o a o f   BS ,   R e f e r e n c e   S i g n a l   R e c e i v e P ow e r   (R S R P a n a rr i v a l   r a t e   o f   t h e   P U s   a n S U s   i n t o   a c c o un t .   T h e s e   pa r a m e t e r s   h a v e   h i g i m p a c t   o t h e   s pe c t r um   m o b i l i t y   w h i c a l l o w   t h e   S U s   t m o ve   a n ut i l i z e   t h e   v a c a n t   s pe c t r um s   s m o o t hl y .   T h us ,   i n   t hi s   pa pe r ,   w e   pr o po s e   S H O   m e c h a n i s m   t h a t   ut i l i z e s   t h e   v a c a n t   s pe c t r u m s   us i n g   m u l t i pl e   a t t ri b ut e   de c i s i o n   m a ki ng.   It   a l s o   a ppl i e s   t h e   R S R P ,   t r a f f i c   r e a d i n gs ,   a nd  P U s ’  r e que s t   r a t e   t o   e ff e c t i v e l y   a dm i ni s t e r   n o n - de s i r e H O s .   T h e   r e s t   o f   t h e   p a pe r   i s   o r ga ni z e d   i n t o   f o ur   s e c t i o n s .   S e c t i o n   II  e l a b o r a t e s   t h e   s y s t e m   m o de l   a n t h e   p r o po s e f uz z y   l o gi c   b a s e o n   t h e   S H .     T h e   pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o n   o f   t h e   pr o po s e s y s t e m   a n r e s ul t s   i s   p r e s e n t e i n   S e c t i o n   III .   L a s t l y ,   S e c t i o n   IV   c o n c l ude s   t h e   pa pe a nd  p r e s e nt s   po s s i b l e   f ut ur e   e nha n c e m e nt s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   6 D e c e m b e r   2019   :     53 3 -   5339   5332   2.   S Y S TE M   M O D EL  A N D   F U ZZ Y   L O G I C   S Y S TE M   In   t hi s   s e c t i o n ,   w e   f i r s t   i nt r o duc e   t h e   s y s t e m   m o de l   of   t h e   c o gn i t i v e   r a d i o   n e t w o r i n   S e c t i o n   2. 1 ,   a n t h e n   S e c t i o n   2. e xpl a i n s   t h e   f uz z y   l o gi c   s y s t e m .   A f t e r w a r ds ,   t h e   p r o po s e d   a ppr o a c h   b a s e o n   f uz z y   s y s t e m   i s   p r e s e n t e d   i S e c t i o n   2. 3 .     2 . 1 .     S ys te m   m o d e l   W e   i nt r o duc e   a   CR N   t h a t   i s   f o r m e by   a   s e t   o f   P U s   U = [ U p1  U p2   U p3   . . .   U pn ]   a n d   a   s e t   o f   S U s   U = [ U s 1   U s2   U s3   . . .   U sn ] .   U s e r s   w h o   a r e   l o c a t e w i t h i n   t h e   ov e r l a pp i n a r e a   i n   b e t w e e n   t w o   c e l l s   c a n   b e   c a t e go r i z e d   a s   U p s   a nd  a r e   a s s o c i a t e t o   t h e   p ri m a r y   n e t w o r k.   Co n v e r s e l y ,   t h e y   a r e   c a t e go ri z e d   a s   U s   i f   t h e y   a r e   a s s o c i a t e t o   t h e   s e c o n da r y   n e t w o r k,   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   2.   W e   c o n s i de r e t ha t   t h e   p r i m a r y   n e t w o r b e a r s   t h e   l i c e n s e s pe c t r um ,   a n t hr e e   pa ra m e t e r s   s h o ul b e   us e d :   t r a f f i c ,   R S R P ,   a n t h e   U p s   r e que s t   a rri v a l   r a t e   ( λ p i n   t h e   s e c o n da r y   n e t w o r k.   S ub s e que n t l y ,   f o r   a   U t h o t o   a   p r i m a r y   n e t w o r k,   t h e   c o n d i t i o of     ;   w h e r e by ,        a n d   λ < 1   m us t   b e   f ul f i l l e d.   U s   m a y   a l s o   c h e c t h e   R S R P   a n    a t   t h e   de s i r e d   s e c o n da r y   n e t w o r b e fo r e   h o ppi n g   o ff .           F i gu r e   2 .   S pe c t r um   h o ppi ng  i n   h e t e r o ge n e o us   n e t w o r ks       2 . 2 .     F u z z l o gi c   c o n tr o l l e r   O n e   of   t h e   r e c e n t   a ppe a l i n a pp r o a c h e s   of   s p e c t r um   h o ppi n p r o b l e m s   i n   r e ga r t o   r e p r e s e n t a t i o n   a n e xp r e s s i o n s   i s   f uz z y   l o gi c .   M a t h e m a t i c a l l y ,   i t   a l s o   de a l s   w i t r e l a t i v e l y   h i g h   f uz z i n e s s - r e l a t e i s s ue s .     A   F uz z y   L o gi c   C o n t r o l l e r   (F L C)  t ha t   c o n s i s t s   o f   e l e m e nt s   s uc h   a s   f uz z y   i n t e r f a c e ,   f uz z i f i c a t i o n ,     a n de f uz z i f i c a t i o n   a s   s h o w n   i F i g u r e   3   i s   o f t e n   n e e de t o   a ppl y   f uz z y   l o gi c   c o n c e pt s   T h e   f un c t i o na l i t y   of   t h e   f uz z i f i c a t i o n   b l o c i s   t o   r e c e i v e   i n put   pa ra m e t e r s   (c r i s i n pu t s a n l o gi c a l   pa r a m e t e r s ,   r e s pe c t i v e l y .   It   f ur t h e r   p r o c e s s e s   t h e   i n pu t   pa ra m e t e r s   i n   a   s i m i l a r   w a y   t o   t h e   f uz z y   l o gi c   of  h u m a n s .   Co n s e que n t l y ,   t h e   l i n gu i s t i c   c o n t r o l   rul e s   a r e   us e t o   pr o c e s s   t h e   r e s ul t s   i n   a   s i n g l e   de c i s i o n     (c r i s o ut p ut )   a n d   h e n c e ,   a dv a n c e l o gi c a l   v a ri a b l e s   a r e   p ro duc e d;   a s   s h o w n   i F i gu r e   4 .   T h e   i nput   f uz z y   v a r i a b l e s   a r e   r e p r e s e n t e d   by   i n pu t   f uz z y   s e t s   w h i c h   c o n s i s t   o f   a   n u m b e r   o f   m e m b e r s hi p   f un c t i o n s   a s   f o l l ow s :     ̃ = ( 1 , 2 , . )   ̃ = ( 1 , 2 , . )     ̃ = ( 1 , 2 , . )     w h e r e   ̃ ,     ̃ ,   a n d   ̃   r e p r e s e n t   f uz z y   s e t s   f o r   i n pu t   v a ri a b l e s   X ,   Y ,   a n d   K ,   r e s pe c t i v e l y .   ̃ ̃   a n   ̃   a r e   f u z z y   m e m b e r s h i p   f un c t i o n s   o f   f uz z y   s e t s   X ,   Y ,   a nd   K ,   r e s pe c t i v e l y ,   a nd  e a c h   ha s   n   f uz z y   m e m b e r s hi p   f un c t i o n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       A i nt e l l i g e nt   s pe c t r um   han dof f   s c he m e   bas e d   on  m ul t i pl e   at t r i but e   d e c i s i on…     ( A bd ul r aq e A l ham m adi )   5333       F i gu r e   3 .   F u z z y   l o gi c   c o n t r o l l e r           F i g u r e   4 .   B l o c di a g r a m   o f   t h e   F L p r o c e s s       T h e   v a l ue   of   n   m a y   o r   m a y   n o t   be   t h e   s a m e   i n   e a c h   i n put   f uz z y   s e t .   A s s um i n t h e   s a m e   n   fo r   a l l   f uz z y   s e t s ,   t h e   t o t a l   n u m b e r   o f   de c i s i o n   r u l e s ,   ,   i s   c a l c ul a t e us i n g:     =   (1)     w h e r e   n   a nd  r e p r e s e n t   t h e   num b e r   o f   f uz z y   m e m b e r s h i p   f un c t i o n s   i n   t h e   i n pu t   f uz z y   s e t s   a n t h e   t o t a l   n u m b e r   o f   f uz z y   s e t s ,   r e s pe c t i v e l y .   G e n e ra l l y ,   t h e   f uz z y   de c i s i o n   r u l e s   c a b e   gi v e n   a s   f o l l ow s :     R ul e   1:   IF   1   i s   t rue   A N D   1   i s   f a l s e   A N D   . . .   A N D   1   i s   f a l s e ,   T H E N   1   i s   t rue .   R ul e   2:   IF   2   i s   f a l s e   A N D   2   i s   f a l s e   A N D   . . .   A N D   2   i s   f a l s e ,   T H E N   2   i s   f a l s e .     R ul e   n :   IF     i s   f a l s e   A N D     i s   t r e e   A N D . . .   A N D     i s   f a l s e ,   T H E N     i s   t r ue .       w h e r e   1 , 2 ,   a r e   t h e   o ut put   o f   f uz z y   m e m b e r s hi p   f un c t i o n s   de f i n e d   a s :     ̃ = ( 1 , 2 , ) .     In   t hi s   s t udy ,   a n   o ut put   de c i s i o n   f o r   e a c h   i n d i v i dua l   f uz z y   de c i s i o n   r ul e   i s   o b t a i n e us i n e xp e rt   kn o w l e dge .   A l t h o ug h   t h e r e   a r e   s e v e r a l   a l t e rna t i v e   a ppr o a c he s   t c o l l e c t   f uz z y   de c i s i o n s   v i a   a c t i v e   l e a rn i ng  m e c h a ni s m s   a nd  num e r i c a l   da t a   s e t s   s uc h   a s   c o l o n y   o pt i m i z a t i o n,   n e ura l   n e t w o r ks ,   ge n e t i c   a l go ri t hm s ,     Ad - h o c   da t a   c o ve r i n g ,   e t c . ,   t h e i r   pe r f o r m a n c e s   a r e   s o l e l y   r e s t r i c t e t o   h a v i n r e l i a b l e   a n p r e c i s e   t r a i n i ng  s e que n c e s   w h i c h   a r e   n o t   a l w a y s   ob t a i na b l e .     T h e   f uz z y   s e t s ,   a s   di s c us s e i n   [19] ,   a nd  t h e   a s s o c i a t e m e m b e r s hi f un c t i o n s   s h o ul p ri m a r i l y   be   de f i n e i n   o r de t o   de t e rm i n e   f uz z i f i e da t a .   E a c h   f uz z y   s e t   c o n s i s t s   o f   di ff e r e n t   l e v e l s   o f   v a r i a b l e s   s uc h   a s   L ow ,   M e di um ,   a n H i g h   w h e r e   a   l e v e l   r e pr e s e nt s   a   f uz z y   m e m b e r s h i f u n c t i o n .   I n   t h e   f uz z i f i c a t i o n   p r o c e s s ,   l e t   us   s a y   t h e r e   a r e   m a n y   c ri s i n pu t s   α 1 , α 2 , , α    t ha t   a r e   m e m b e r s hi ps   o f   f uz z i f i e d a t a   ̃ ,     ̃ , ,   ̃ r e s pe c t i v e l y .   T h e   m e m b e r s hi de gr e e   o f   t h e   c ri s i n put s   c a b e   gi v e n   a s   f o l l ow s :     ( ̃ α 1 ) , ( ̃ α 2 ) , . , ( ̃ α )   [ 0 . 1 ]   (2)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   6 D e c e m b e r   2019   :     53 3 -   5339   5334   T h e r e   a r e   t w o   f uz z y   i n f e r e n c e   s y s t e m s   (F IS w h i c h   a r e   us e i n   t h e   f uz z i f i c a t i o n   p r o c e s s   of   f uz z y   de c i s i o n s :   T a k a gi - S uge n o   [20]  a n M a m d a n i   [2 1].   N o n e t h e l e s s ,   t h e   f uz z y   de c i s i o n s   i n   t h i s   s t udy   w e r e   ob t a i n e v i a   pr i o r   e xpe rt   k n o w l e dge   w h i c h   i s   a   p r o c e s s   fa m o us l y   kn ow n   a s   f uz z y   l e a rn i ng.   T h i s   s t udy   ut i l i z e t h e   M a m da ni   f uz z y   i n f e r e n c e   w h i c h   e n a b l e us   t o   c h a ra c t e ri z e   e xpe r t s '   k n o w l e dge   m o r e   i nt ui t i v e l y   a n i a   p r e c i s e   h um a n i z e m a nn e r.   T hi s   w a s   due   t o   t h e   u na v a i l a b i l i t y   of   r e a dy   da t a   s e t s   f o r   us e .   F o r m ul a t i n t h e   f uz z y   c o n t r o l   s y s t e m   i n   M a m d a ni   f uz z y   i n f e r e n c e   w i t h   m   c r i s i n pu t s   α 1 , α 2 , , α   a n o n e   c r i s o ut p ut   β   i s   gi v e by :        α 1        ̃      α 2      ̃        α        ̃ ,    β      ̃   (3)     w h e r e   i   a n d   j   a r e   t h e   n u m b e r   o f   f uz z y   m e m b e r s h i p   f un c t i o n s   i n   i nput   a nd  o ut pu t   f uz z y   s e t s ,   r e s pe c t i v e l y .   r th   i s   t h e   n u m b e r   o f   r u l e s   us e f o r   i n f e r e n c e ,   w h e r e   =   1,   2 , . ,   .   T h e   de gr e e   o f   m e m b e r s hi p   f un c t i o o f   β   in   t h e   o ut put   f uz z y   s e t   ̃   o f   r ul e   r th   i s :     ̃   ( β ) = mi n [ ̃ ( 1 ) , ̃ ( 2 ) , . , ̃ ( ) ]   (4)     T h e   f uz z i f i e da t a   o f     ̃   ( β )   i s   t h e a g g r e ga t e d   f o r   t o t a l   n u m b e r   o f     r u l e s   w h i c h   c a b e   gi v e n   b y :       ̃   ( β ) = ma x [ m i n [ ̃ ( 1 ) , ̃ ( 2 ) , . , ̃ ( ) ] ]   (5)     T h e   l a s t   p r o c e s s   s t a ge   i s   de f uz z i f i c a t i o w h i c h   c o n v e r t s   t h e   a gg r e ga t e f uz z i f i e d a t a   i nt o   a   s i n g l e   c r i s o ut put   w i t h   r e s pe c t   t o   a   f uz z y   s e t .   T h e r e   a r e   v a ri o us   de f uz z i f i c a t i o n   m e c h a ni s m s   t ha t   ha v e   a l r e a dy   b e e n   us e i n   o t h e w o r ks .   H ow e ve r ,   i n   t h i s   pa pe r,   w e   c o n s i de r e a   c e n t r o i de f uz z i f i c a t i o n   s i n c e   i t ’s   k n o w n   t o   b e s t   c a pt u r e   e xpe rt   k n o w l e dge .   It   c a b e   e xpr e s s e by :     =   ̃   ( β ) . β d β   ̃   ( β )   d β   (6)     2 . 3   P r o p o s e d   H O   s c h e m e   T h e   pr o po s e s c h e m e   s o l e l y   d e pe n ds   o n   us i ng  t h e   F L C,   t h e   H O   r ul e s ,   a n t h e   t hr e e   i n p ut   pa r a m e t e r s ;   a s   p r e v i o us l y   h i g h l i g h t e d .   I s pe c t r u m   m o b i l i t y ,   F IS   i s   a p pl i e t o   m a ke   t h e   de c i s i o n   o f   s pe c t r um   a c c e s s   b a s e o n   t h e   c o n di t i o n   o f   U s   pa ra m e t e r s   s uc a s   r e c e i v e pow e r ,   di s t a n c e   b e t w e e n     a n d   ,   a rri v a l   ra t e   o f   ,   a nd  t h e   de g r e e   of   m ob i l i t y   [22].   I n   t h i s   w o r k,   w e   c o n s i de r e t hr e e   i n p ut   p a r a m e t e r s   t ha t   ha v e   a   s i g ni f i c a nt   e f fe c t   o n   s y s t e m   pe r f o r m a n c e .   T h e s e   i nput s ,   a l o n w i t h   t h e   s i ngl e   o ut pu t   pa ra m e t e r,   a r e   s h o w n   i n   F i gu r e   5.   F L qua n t i f i e s   a nd  a s s e s s e s   h o w   p o s s i b l e   t h e   H O   i s   l i ke l y   t o c c ur   b a s e o n   t h e   i n pu t   pa ra m e t e r s   s uc h   a s   t h e   o ve r a l l   t ra f f i c ,   r e que s t   a rr i v a l   ra t e   (a t t a i n e t hr o ug h   a   P o i s s o n   di s t ri b ut i o n ) ,   a n t h e   r e c e i v e d   pow e r .     S ub s e que n t l y ,   t h e   i n p ut   p a r a m e t e r s   t h a t   w e r e   c on s i de r e i n   t h e   p r o po s e s c h e m e   a r e   s h o w n   i n     T a b l e   1 .   F u rt h e rm o r e ,   F i g u r e   6   p r e s e n t s   h o w   t h e   i n pu t   p a r a m e t e r s   c a c o n t ri b ut e   t o   t h e   H O   de c i s i o n .           F i gu r e   5 .   P r o po s e H O   s c h e m e   b a s e o n   F L C     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       A i nt e l l i g e nt   s pe c t r um   han dof f   s c he m e   bas e d   on  m ul t i pl e   at t r i but e   d e c i s i on…     ( A bd ul r aq e A l ham m adi )   5335   T a b l e   1 .   P a ra m e t e s pe c i f i c a t i o n         T hr e e   c o n s i de r e p a r a m e t e r s   ( n a m e l y ,   r e c e i v e pow e r     a t   U E ,   t r a f f i c   l o a o f   e N B   ,   a n d   a rri v a l   ra t e   o f   P U s   λ p   t ha t   h a v e   h i g p ri o r i t y   t o   m a ke   a   H O   de c i s i o n a r e   t h e f e a s   t h e   i n pu t   f uz z y   s e t   i nt o   t h e   f uz z y   e n gi n e .   T h e   t hr e e   i nput   f uz z y   s e t s   fo r     a n λ p   a r e   r e p r e s e nt e by   , ̃ ̃   , a n d   ̃ ,   r e s pe c t i v e l y ;   w h e r e by ,   t h e i r   f uz z y   m e m b e r s h i p   f un c t i o n s   a r e   de f i n e a s   (“ L ow ,   M e di um ,   H i gh ) .     f( =   f ( =   f p =   { L ,   M” ,   H }     T h e   o ut put   f uz z y   s e t   i s   c a l l e H O   p r o b a b i l i t y   w h i c h   ha s   f o ur   f uz z y   m e m b e r s h i p   f un c t i o n s   (“ N O ,   P r o b a b l y   N o ,   P r o b a b l y   Y e s ,   Y e s . ).     f ( H O )   =   { Y ,   P Y ,   N” ,   P N” }           F i gu r e   6 .   M e m b e r s h i f u n c t i o o f   t h e   p r o po s e H O   s c h e m e       T h e   de s i g n   o f   i n put   a nd  o ut pu t   f uz z y   s e t s ,   a   t r i a n gu l a f unc t i o n ,   i s   us e t o   de v e l o f uz z y   m e m be r s hi p   f un c t i o n s .   G e n e ra l l y ,   t h e   o ut pu t   de c i s i o HO   i s   s e t   t o   N   ( n o   H O   r e qui r e d)   w h e t h e   h i g h e s t   p ri o ri t y   v a l ue s   of    a n d     a r e   a   m e m b e o f   hi g a nd   l o w   f uz z y   m e m b e r s hi p   f un c t i o n s ,   r e s pe c t i v e l y .   W h e r e a s ,   λ p   c a b e   c o n t r o l l e b y   us i n s pe c t r um   s e n s i ng  w hi c c a n   b e   hi g h l y   c o n s i de r e w h e n     a n   go   t o   l o w   a n hi g h,   r e s pe c t i v e l y .   If   t h e   i nput   v a l ue s   o f     a n d     a r e   i t h e   m e d i um   ra n ge ,   t h e   o ut pu t   de c i s i o HO   i s   s e t   t o   e i t h e PN   o r   PY   de pe n di ng  o n   t h e   i nput   v a l ue   λ p .   H ow e v e r ,   o n c e   t he     d r o ps   t o   l o w   a n   go e s   t o   h i g h ,   t h e   de c i s i o n   o ut put   HO   i s   s e t   t o   w h e r e   λ p     v a l ue   r a nge s   b e t w e e n   l o w   t o   m e d i um .     T h e   s e que n c e   of   f uz z y   de c i s i o n   rul e s   r e qui r e t o   de t e rm i ne   t h e   o ut put   de c i s i o n   c a n   b e   ob t a i n e us i n g   (1 ).   I n   t h i s   w o r k,   t h e   num b e r   o f   f uz z y   m e m be r s hi p   f un c t i o n s   i t h e   i n pu t   f uz z y   s e t s   n   a r e   s e t s ,   w h e r e a s   t h e   t o t a l   num b e o f   f uz z y   s e t s   s   a r e   3 .   T h e r e f o r e ,   t he   t o t a l   num b e o f   f uz z y   de c i s i o n   r ul e s   = = 3 3 = 27   r ul e s .   T a b l e   2   p r e s e n t s   f uz z y   de c i s i o n   r u l e s   w h e r e   e a c h   r u l e   i s   a s s i g n e t o   a   de c i s i o n   o ut pu t   de ri v e d   f r o m   e xpe rt   k n o w l e dge .   In  t h e   n e x t   s t a ge ,   t h e   i nput   pa ra m e t e v a l ue s   a r e   t h e f uz z i f i e t o   ge n e r a t e   a gg r e g a t e f uz z i f i e da t a   us i n g.   M a m d a ni   f uz z y   i n f e r e n c e .   T h e   a gg r e g a t e f uz z i f i e da t a   c a n   b e   o b t a i n e by   a ppl y i n (5)  w hi c h   i s   gi v e n   by :      ̃   (  ) = ma x [ mi n [ ̃ (     ) , ̃ (     ) , λ p ̃ (     ) ] ]       (7)     P a ra m e t e r s   V a l u e s   e N t ra ff i c   ( U s e r)   1 0   t o   1 0 0   P U   a rri v a l   ra t e   λp   0 . 1   t o   1   Re c e i v e d   p o w e ( d B m )   - 1 1 5   t o   -   70   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   6 D e c e m b e r   2019   :     53 3 -   5339   5336   D e f uz z i f i e r   c o n v e r t s    ̃   i nt o   a   c ri s v a l ue ,      w h i c i s   c a l c ul a t e us i n ( 6)  a s   f o l l ow s :      =    ̃   (  ) . (  )    ̃   (  )   (  )   (8)     w h e r e      de n o t e s   t h e   de f uz z i f i e da t a   ge n e ra t e d   by   t h e   HO   f uz z y   e n gi n e       T a b l e   2 .   F u z z y   r u l e s   o f   t h e   p r o po s e H O   s c h e m e   No   P r     λ p   P (H O )   1   L o w   L o w   L o w   PN   2   L o w   L o w   M e d i u m   PY   3   L o w   L o w   H i g h   N   4   L o w   M e d i u m   L o w   PY   5   L o w   M e d i u m   M e d i u m   PY   6   L o w   M e d i u m   H i g h   PN   7   L o w   H i g h   L o w   Y   8   L o w   H i g h   M e d i u m   Y   9   L o w   H i g h   H i g h   PY   10   M e d i u m   L o w   l o w   N   11   M e d i u m   L o w   M e d i u m   N   12   M e d i u m   L o w   H i g h   N   13   M e d i u m   M e d i u m   L o w   N   14   M e d i u m   M e d i u m   M e d i u m   N   15   M e d i u m   M e d i u m   H i g h   N   16   M e d i u m   H i g h   L o w   Y   17   M e d i u m   H i g h   M e d i u m   Y   18   M e d i u m   H i g h   H i g h   PN   19   H i g h   L o w   L o w   N   20   H i g h   L o w   M e d i u m   N   21   H i g h   L o w   H i g h   N   22   H i g h   M e d i u m   L o w   N   23   H i g h   M e d i u m   M e d i u m   N   24   H i g h   M e d i u m   H i g h   N   25   H i g h   H i g h   L o w   Y   26   H i g h   H i g h   M e d i u m   PY   27   H i g h   H i g h   H i g h   PN       3.   P ER F O R M A N C EV A LU A TI O N   In   t h i s   s e c t i o n,   t h e   pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o n   i s   di v i de i nt o   s u b s e c t i o n s .   S e c t i o n   3. p r e s e nt s   t h e   a na l y s i s   of   t h e   i n pu t   pa ra m e t e r s   a n i t s   i m p a c t   o n   t h e   H O   pr o b a b i l i t y .   S e c t i o n   3. i n v e s t i ga t e s   t h e   i m pa c t   of   t h e   p r o po s e H O   s c h e m e   w i t d i f fe r e nt   v a l ue s   o f   c o n s i de pa ra m e t e r s     3 . 1 .     A n al ys i s   o th e   i n p u p a r am e te r s   T h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   p r o po s e s c h e m e   i s   e v a l ua t e t hr o ug h   s i m u l a t i o n s   c a rri e o ut   us i n g   t h e   M A T L A B   t oo l   w h e r e   t h e   v a l ue s   of   t h e   i n pu t   p a r a m e t e rs   i n   T a b l e   a l o n w i t h   t h e   r u l e s   i n   T a b l e   a r e   c o n s i de r e d.   It   c a b e   s e e n   i F i gu r e   7   (a )   t ha t   t h e   H O   i s   m uc h   l i ke l y   t o   oc c ur   w h e n   t h e r e   i s   r e l a t i v e l y   h i g t r a f f i c   a n a rri v a l   r a t e .   Co n s e que nt l y ,   t h e   s c h e m e   c h a nge s   t h e   o c c upi e c h a nn e l   t o   e s t a b l i s h   a   n e w   t r a n s m i s s i o o a n o t h e i d l e   c ha nn e l .   O n   t h e   o t h e r   ha n d,   H O   i s   l i ke l y   t o   o c c ur   i f   r e que s t   a rri v a l   ra t e   i n c r e a s e s   w h i l e   t h e   r e c e i v e d   pow e r   de gr a de s   b e l ow   - 11 dB m ,   a s   pr e s e n t e i n   F i gu r e   (b ).   Co n s e que n t l y ,   t h e   s c h e m e   w i l l   s w i t c h   t h e   t r a n s m i s s i o n   t o   a n o t h e r   i d l e   c h a nn e l .   H ow e ve r ,   i f   t h e   r e c e i v e p ow e r   r e m a i n s   h i g h,   t h e   H O   de c i s i o n   w i l l   s o l e l y   b e   b ui l t   o n   t h e   r e que s t   a rri v a l   ra t e s .   A ddi t i o n a l l y ,   F i gu r e   (c s h ow s   t h e   H O   d e c i s i o n   e v a l ua t i o n   b a s e o n   t r a f f i c   a n r e c e i v e p ow e r   ra t e s .   T h i s   s h o w s   t ha t   t h e   s c h e m e   j um ps   t o   a   c e r t a i n   c ha nne l   o n l y   i f   i t   b e a r s   l e s s   t ra f f i c   a n hi g r e c e i ve d   pow e r   s i m u l t a n e o us l y .   F o r   t h i s   de c i s i o n   t o   b e   t a ke n ,   t h e   t w o   pa ra m e t e r   v a l ue s   a t   t h e   de s i r e s t a t i o n   m us t   b e   s a t i s f i e a t   t h e   c o nn e c t i o t i m e .   F i gu r e   de m o n s t r a t e s   t h e   r ul e s   f o r   i n pu t   a n o ut pu t   s e t s   of  t h e   f uz z y   i n f e r e n c e   s y s t e m .   It   us e t m o n i t o t h e   e n t i r e   i m pl i c a t i o n   p r o c e s s   f r o m   b e gi nni n t o   e nd.   T h e   f i r s t   t hr e e   c o l um n s   i ndi c a t e   t h e   i nput   s e t s   w h i l s t   t h e   f o ur t h   o n e   i n d i c a t e s   t o   t h e   o ut put   s e t .   T o   t e s t   t h e   o ut put   s e t   H O   pr o b a b i l i t y   fo r   a l l   r ul e s ,   t h e   r e l i n e   a dj us t s   f o r   e a c o b s e r v a t i o i nput   s e t .   S e t t i ng  e a c h   i n pu t   s e t   a t   d i f fe r e nt   l e v e l s   y i e l ds   a   r a n k i n g   o f   o ut put   po i n t s ,   w h e r e   hi g h e r   v a l ue s   o f   t h e   o ut pu t   s e t   i n d i c a t e   a   hi g l e ve l   of   t h e   i nput   s e t s   a nd  v i c e   v e r s a .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       A i nt e l l i g e nt   s pe c t r um   han dof f   s c he m e   bas e d   on  m ul t i pl e   at t r i but e   d e c i s i on…     ( A bd ul r aq e A l ham m adi )   5337         (a )   (b )   (c )     F i gu r e   7 .   P r o b a b i l i t y   of   H O   w i t h   r e s pe c t s   t o   ( a λ p   a n d     (b )   λ p   a n d   P r     (c P a n d             F i gu r e   8 .   R ul e   v i e w e r   o f   i n pu t   a n d   o ut put   f uz z y   s e t s       3 .2   I m p ac o H O   s c h e m e   T h e   p r o po s e H O   s c h e m e   w a s   i n v e s t i ga t e b y   di f fe r e n t   ra t e   of     λ p.   F i gu r e   a n d   T a b l e   p r e s e n t   t h e   r e que s t   a rri v a l   ra t e   a t   t hr e e   d i f fe r e nt   t i m e s   p= 0 . 2,   0 . 5,   a n d   0 . 8)  w i t di f f e r e n t   n u m b e r   o f   us e r s .   I t   a l s o   de m o n s t r a t e s   t h a t   t h e   H O   o n l y   i n c r e a s e s   a s   us e r s   a s s o c i a t e w i t h   t h e   B S   f ur t h e r   i n c r e a s e .   H e n c e ,   t h e   H O   s h o ul n o t   b e   c a r ri e t o   a   B S   t h a t   h a s   h i g h   a rri v a l   ra t e s   o r   hi g h   l o a d .   I n   o t h e r   w o r ds ,   i t   i s   o b s e r v e t h a t   i n   t h e   c a s e   of   B S   l ow   t r a f f i c   o f   a r ri v a l   ra t e   o f   P U ,   t h e   p r o po s e d   s c h e m e   gui de s   t h e   S us   t o   o c c up y   t h a t   s pe c t r um   t o   s e t up  t h e   c o nn e c t i o n.   T h i s   w i l l   r e duc e   t h e   f r e que n t   H O   a nd  s e a r c hi n f o r   o t h e r   a v a i l a b l e   s pe c t r um   b a n ds   t c o n t i n ue   t h e i r   c o n n e c t i o n s .   O n   t h e   c o n t ra r y ,   h i g h   r a t e   of   P U   a rri v a l   a n n u m b e r   of   us e r s   i n c r e a s e s   t h e   H O   pr o b a b i l i t y   w h i c a f f e c t s   t h e   n e t w o r pe r f o r m a n c e .       F i gu r e   10   de m o n s t ra t e s   t h e   i m p a c t   o f   P r   a n d     o n   t h e   H O   p r o b a b i l i t y .     F o ur  di f f e r e n t   s c e na r i o s   o f   P r   a nd    w e r e   e v a l ua t e w i t ra ge   o f   λ =   0. t o   1   w i t s t e p   o f   0. 2.   It   s h o w s   t h a t   t h e   h i g h e H O   p r o b a b i l i t y   o c c ur s   w h e n   t h e   U E   c o m m uni c a t i o n   l i nk  b e c o m e s   ve r y   poo r   a nd  t h e   B S   i s   c o n ge s t e (s c e n a ri o s   2).   H ow e ve r ,   t h e   H O   pr o b a b i l i t y   gr a dua l l y   r e duc e s   w h e n   t h e   λ p   o f   t a rge t   B S   i n c r e a s e s .   T hi s   due   t o   t h e   S U s   a vo i d   t h e   i nt e r f e r e n c e   t h a t   m i g ht   b e   h a ppe ni n g   w h e t h e   h i g h e r   ra t e   of   t h e   P U s   a r ri v e   t o   o c c up y   t h e i r   l i c e n s e s pe c t r um .   O n   t h e   o t h e r   h a nd,   t h e   l o w e r   H O   pr o b a b i l i t y   oc c ur s   w h e n   t h e   U E   c o m m u n i c a t i o n   l i nk  b e c o m e s   v e r y   s t r o n a n t h e   B S   i s   n o t   f ul l y   ut i l i z e (s c e na r i o s   3).   I n   t h i s   c a s e ,   t h e   H O   do e s   n o t   r e qui r e   o b e c o m e s   unn e c e s s a r y   s i n c e   P r   a nd     a r e   s t i l l   i a a c c e pt a b l e   l e v e l   o f   c o m m uni c a t i o n.   T h us ,   r e duc i n g   o f   u n w a nt e H O s   pr o b a b i l i t y   l e a ds   t o   i n c r e a s e   t h e   e f f i c i e n c y   of   c o m m uni c a t i o n s   a n d   r e duc e   t h e   i n t e r f e r e n c e .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   6 D e c e m b e r   2019   :     53 3 -   5339   5338       F i gu r e   9 .   H O   p r o b a b i l i t y   w i t di f f e r e n t   ra t e   o f     λ       T a b l e   3 .   H O   p r o b a b i l i t y   o f   t h e   p r o po s e s c h e m e   w i t di f f e r e nt   ra t e   o f     λ p   N o .   o f   U s e r s   λ p   H O   P r o b a b i l i t y   50   0 . 2   0 . 1 3 0   0 . 5   0 . 1 1 6   0 . 8   0 . 1 3 0   60   0 . 2   0 . 1 3 1   0 . 5   0120   0 . 8   0 . 1 2 9   70   0 . 2   0 . 4 8 5   0 . 5   0 . 3 6 1   0 . 8   0 . 3 6 0   80   0 . 2   0 . 7 6 3   0 . 5   0 . 6 0 0   0 . 8   0 . 4 6 7           F i gu r e   10 .   I m p a c t   o f   P r   a nd  L t   o t h e   H O   pr o b a b i l i t y       4.   C O N C LU S I O N   In   t h i s   pa pe r,   a n   e f f i c i e n t   S H O   s c h e m e   w a s   pr o po s e b a s e o n   t h e   f uz z y   l o gi c   s y s t e m   t o   a vo i d   t h e   hi g h   p r o b a b i l i t y   n um b e r   o f   H O s .   It   c a n   b e   c o n c l ude t ha t   t h e   p r o po s e f uz z y   l o gi c - b a s e a l go r i t hm   w i t h   r e a l i s t i c   c o n s i de r a t i o n s   o f   t r a f f i c ,   r e que s t s   a rr i v a l   ra t e s ,   a nd   r e c e i v e d   pow e r   l e a ds   t o   r e l a t i v e l y   l o n ge r   H O   de l a y s ;   t h i s   s ub s e que n t l y   l e a ds   t o   t h e   c o m pl e t e   a v o i da n c e   of   unn e c e s s a r y   H O s .   F urt h e rm o r e ,   r e duc i n o unn e c e s s a r y   H O s   l e a ds   t o   r e duc e   t h e   i nt e r f e r e n c e   oc c ur s   w h e n   S us   H O   t o   P U   l i c e n s e s pe c t r um   du ri n g   hi g h   a rr i v a l   r a t e .   T hi s   w i l l   f ur t h e r   s t a b i l i z e   c o m m uni c a t i o n   a n p r e v e n t   s udde n   i nt e rr up t i o n s .   F ut u r e   di r e c t i o n s   o f   t hi s   t o pi c   s h o ul a pp l y   s o m e   i n t e l l i g e n c e   t e c hn i que s ,   s uc h   a s   s w a r m   o pt i m i z a t i o n s ,   t o   a ddi t i o n a l l y   de c r e a s e   H O s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       A i nt e l l i g e nt   s pe c t r um   han dof f   s c he m e   bas e d   on  m ul t i pl e   at t r i but e   d e c i s i on…     ( A bd ul r aq e A l ham m adi )   5339   A C K N O WL ED G E M EN TS   T h i s   r e s e a r c h   w a s   s uppo r t e i n   p a r t   b y   T e l e c o m   M a l a y s i a   R e s e a r c h   a n D e v e l o pm e n t   G ra n t   ( M M U E 170014 ) ,   T e l e c o m   M a l a y s i a .       R EF ER EN C ES   [ 1]   H .   T a k a g i   a n B .   H .   W a l ke ,   S pe c t r um   R e qu i r e m e n t   P l a n ni ng   i W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o ns :   M o de l   a nd   M e t ho do l o gy   f o r   I M T - A dv a nc e d” ,   J o hn   W i l e y   &   S o ns ,   C hi c he s t e r ,   E ng l a n d,   20 08 .   [ 2]   S . ,   K h a l i d ,   A .   M .   Y u s o f f ,   a nd  R .   M a r d e n i ,   " A da pt i v e   pow e r   m anage m e nt   w i t f r ac t i ona l   f r e que nc y   r e us e   s c he m e   f or   c o - t i e r   F e m t o - c e l l   i nt e r f e r e nc e   r e duc t i o n , "   I n   C o m m uni c a t i o ns   ( M I C C ) ,   2017  I E E E   13t M a l a y s i a   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o n,   pp .   311 - 315 .   I E E E ,   20 17.   [ 3]   N .   L .   I s m a i l   ,   M .   K a s s i m ,   M .   I s m a i l   a n R .   M o ha m a d .   A   R e v i e w   o f   L o w   P o w e r   W i de   A r e a   T e c hno l o gy   i L i c e ns e a nd  U n l i c e n s e d   S pe c t r um   f o r   I o T   U s e   C a s e s   B u l l e t i of   E l e c t r i c al   E ng i ne e r i ng  and  I n f or m a t i c s ,   V o l .   7 ,   N o .   2,   pp .   183 ~ 1 90 ,   2 018 .   [ 4]   A .   B ho w m i c k,   B .   P r a s a d ,   S . D .   R oy ,   e t   a l .   P e r f o r m a nc e   o f   C og ni t i v e   R a di o   N e t w o r w i t N o v e l   H y br i S pe c t r um   A c c e s s   S c he m e s ,”   W i r e l e s s   P e r s   C om m un V o l   91 ,   I s s ue   2 ,   p 541 560 ,   2 016   [ 5]   A . S .   K ho br a g a de   a n d   R . D .   R a u t ,   H y br i S pe c t r um   S e ns i ng   M e t h o f o r   C og ni t i v e   R a d i o ,”   I n t e r na t i ona l   J o ur na l   of   E l e c t r i c a l   and   C om pu t e r   E ngi ne e r i ng   ( I J E C E ) ,   V o l . 7 ,   N o . 5,   p p.   2683 - 269 5 20 17 .   [ 6]   L .   D e   N a r d i s   a nd  M - D - P   G ui r a o ,   M ob i l i t y   aw ar e   de s i gn  of   c ogn i t i v e   r ad i ne t w or k s :   c ha l l e nge s   and   oppor t u ni t i e s ,   C o g ni t i v e   r a d i o   O r i e n t e W i r e l e s s   N e t w o r a nd   C o m m uni c a t i o n,   pp .   1 - 5 ,   2010   [ 7]   A .   A bdul r a q e b,   R .   M a r d e n i   a nd  Y . A .     M o ha m a d,   F uz z y   L og i c   B as e N e got i a t i on  A p pr o ac h   f o r   S pe c t r um   H and of f   i C og ni t i v e   R adi N e t w or k   20 16  I E E E   3r I nt e r n a t i o na l   S y m po s i um   o T e l e c o m m uni c a t i o T e c hno l o g i e s   ( I S T T ) ,     K ua l a   L um pur ,     M a l a y s i a 28   -   3 N o v e m be r   201 6 .   [ 8]   E .   T r i g ui ,   M .   E s s e g hi r ,   L .   M e r g he m   B o ul a h i a ,   M ul t i - age n t   s y s t e m s   N e got i at i on   app r oa c f or   han do f f   i m obi l e   c ogn i t i v e   r ad i o   ne t w or k ds ,   I F I P / I E E E   N T M S ,   pp . 1 - 5 20 12 .   [ 9]   E   T r i g ui , . ;   M .   E s s e g hi r , . ;   B o ul a hi a ,   L . M . ,   " Spe c t r um   han dof f   al g or i t hm   f or   m ob i l e   c ogn i t i v e   r ad i u s e r s   bas e d   on   age nt s '   ne got i a t i on, "   i W i r e l e s s   a nd  M o bi l e   C o m put i ng ,   N e t w o r k i ng   a nd  C o m m uni c a t i o ns   ( W i M o b) ,   20 13  I E E E   9t h   I nt e r n a t i o na l   C o nf e r e nc e   o n ,   v o l . ,   no . ,   pp . 75 0 - 756 , 7 - 9   O c t .   20 1 3 .   [ 10]   A .   A bdul r a q e b ,   R .   M a r de ni   a nd   Y . A .     M o ha m a d ,   A na l y s i s   o f   S pe c t r um   H and of f   S c he m e s   i n   C og ni t i v e   R ad i o   N e t w or k   U s i ng  P ar t i c l e   Sw ar m   O pt i m i z a t i on”   2 016  I E E E   3r I nt e r na t i o na l   S y m p o s i um   o T e l e c o m m uni c a t i o T e c hno l o g i e s   ( I S T T ) ,   K ua l a   L um pur ,   M a l a y s i a ,   2 016 .   [ 11]   E .   A hm e d,   L i J i e   Y a o ;   M .   S hi r a z ,     A .   G a n i , ;   S .   A l i ,   ,   " F uz z y - bas e s pe c t r um   h ando f f   and  C h anne l   s e l e c t i o f o r   C ogni t i v e   R ad i N e t w or k s , i C o m put e r ,   C o nt r o l ,   I nf o r m a t i c s   a n I t s   A ppl i c a t i o ns   ( I C 3 I N A ) ,   2013   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o ,   v o l . ,   no . ,   pp . 23 - 28 ,   19 - 21   N o v .   2013 .   [ 12]   W .   A r i f ,   S .   H o que ,   D .   S e n ,   e t   a l .   A   C o m pr e he n s i v e   A na l y s i s   o f   S pe c t r um   H a ndo f f   U nde r   D i f f e r e nt   D i s t r i bu t i o n   M o de l s   f o r   C o g ni t i v e   R a d i o   N e t w o r ks ,   W i r e l e s s   P e r s   C o m m un,   V o l   85 ,   I s s ue   4 ,   pp  2519 254 8 20 15 .   [ 13]   P .   M a h e s hw a r i ,   A .   K   S i ng h ,   " A   f uz z y   l og i c - ba s e app r oac t s pe c t r um   as s i gnm e nt   i c ogn i t i v e   r ad i ne t w or k s , "   i A dv a nc e   C o m put i ng   C o nf e r e nc e   ( I A C C ) ,   2015   I E E E   I nt e r na t i o n a l   ,   v o l . ,   no . ,   p p. 278 - 281 ,   12 - 13   J u ne   201 5.   [ 14]   C .   P h a m ,   N . H .   T r a n ,   C . T .   D o ,   S .   I l   M o o a nd  C . S .   H o ng ,   "Spe c t r u m   hand of f   m ode l   ba s e on  hi d de m ar k ov   m ode l   i c o gn i t i v e   r ad i ne t w or k s " ,   P r o c .   o f   I E E E   I nt e r n a t i o na l   C o n f e r e nc e   o I n f o r m a t i o N e t w o r k i ng ( I C O I N ) ,   pp.   40 6 - 441,   2 014 .   [ 15]   R ,   M a r de n i ,   A .   A bdul r a q e b ,   A .   M o ha m a d   Y us o f f ,   A .   K ha i r i l ,   a n P .   U .   N m e nm e ,   A na l y s i s   o f   L T E - A   S i g na l   S t r e ng t i I ndoo r   M o bi l i t y   E nv i r o nm e nt ,   A d v an c e Sc i e nc e   L e t t e r s   J our nal ,    V o l . 2 3,   N o . 11 ,   pp 11 355 1135 9,   I S S N :   1936 - 6612,   193 6 - 7317 .   [ 16]   R ,   M a r d e ni ,   A .   A bdul r a qe b ,   A .   M o ha m a Y u s o f f ,   A .   K ha i r i l ,   a n P .   U .   N m e nm e .   "E f f i c i e n t   hand of f   s p e c t r um   s c he m e   us i ng  f uz z y   de c i s i on  m ak i ng  i c og ni t i v e   r adi s y s t e m . "   In   2017  3r I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o F r o nt i e r s   o f   S i g na l   P r o c e s s i ng   ( I C F S P ) ,   pp .   72 - 75 .   I E E E ,   2 017 .     [ 17]   K .   K um a r ,   A .   P r a k a s h   a nd    R .   T r i p a t hi ,   S p e c t r um   h a ndo f f   s c he m e   w i t m u l t i p l e   a t t r i bu t e s   d e c i s i o m a ki ng   f o r   o pt i m a l   ne t w o r s e l e c t i o i c o g ni t i v e   r a d i o   ne t w o r ks ,   D i g i t al   C om m uni c at i on s   a nd  N e t w or k s ,   V .   3,   I s s ue   3 ,     pp   1 64 - 175 ,   2017 .   [ 18]   N .   G up t a ,   S .   K .   D hu r a ndhe r ,   I .   W o ung a ng   a nd  M .   S .   O ba i da t ,   " P r oac t i v e   D e c i s i on   B as e H a ndo f f   Sc he m e   f o C ogni t i v e   R ad i N e t w or k s , "   2 018  I E E E   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o C o m m uni c a t i o ns   ( I C C ) ,   K a ns a s   C i t y ,   M O ,     pp.   1 - 6 ,   2 018 .   [ 19]   L .   A .   Z a d e h,     I nf o r m a t i o a nd   c o nt r o l .   F uz z y   L og i c ,   8( 3 ) ,   3 38 3 5 3,   196 5.   [ 20]   T .   T a ka g i ,   &   M .   S ug e no ,   F uz z y   i de nt i f i c a t i o of   s y s t e m s   a n i t s   a ppl i c a t i o ns   t o   m o de l i ng   a nd  c o nt r o l ,   I E E E   T r ans ac t i ons   on   S y s t e m s   M an   and   C y be r ne t i c s ,   15( 1) ,   116 132 .   19 85.   [ 21]   E .   M a m d a ni ,   &   S .   A s s i l i a n ,   .   A e x pe r i m e nt   i n   l i ng ui s t i c   s y nt he s i s   w i t h   a   f uz z y   l og i c   c o nt r o l l e r ,   I n t e r na t i o na l   J our nal   o f   M a n - M a c hi ne   S t ud i e s ,   7( 1) ,   1 13 , 1 975 .   [ 22]   M .   S ubhe da r ,   &   G .   B i r a j d a r .   C o m pa r i s o o f   M a m da ni   a nd  S ug e no   I nf e r e nc e   S y s t e m s   f o r   D y na m i c   S pe c t r um   A l l o c a t i o i n   C o g ni t i v e   R a d i o   N e t w o r k s ,   W i r e l e s s   P e r s   C o m m uni c a t i o n V o l   7 1,   I s s ue   2,   pp   80 5 8 19 2 013 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.