سنجش طیف باندپهن در شبکه‌های رادیوشناختی با استفاده از آشکارساز انرژی بهبودیافته
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوتریعثوب اقبالی 1 * , محمود احمدیان عطاری 2 , حمید حسنی 3
1 - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
3 - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
کلید واژه: آشکارساز انرژی بهبودیافته آشکارسازی هم‌زمان سنجش طیف باندپهن رادیوشناختی,
چکیده مقاله :
در شبکه‌های رادیوشناختی، سنجش طیف با هدف پیداکردن حفره‌های طیفی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در اين مقاله، سنجش طیف باندپهن با استفاده از آشکارساز انرژی بهبودیافته بررسی می‌شود. به منظور آشکارسازی دقیق و پیداکردن حفره‌های خالی، طیف باندپهن به زیرباندهای مساوی و بدون هم‌پوشانی تقسیم می‌شود. هدف اصلي، انتخاب سطح آستانه‌های زیرباندها به صورت هم‌زمان می‌باشد. در این مقاله با فرموله‌کردن مسأله سنجش طیف به صورت یک دسته از مسایل بهینه‌سازی، به دنبال بیشینه‌کردن مجموع گذردهی فرصت‌طلبانه کاربران رادیوشناختی می‌باشیم. با اعمال برخی شرایط عملی، مسأله بهینه‌سازی به یک مسأله محدب تبدیل شده و جواب بهینه آن محاسبه شده است. در بخش شبیه‌سازی نشان داده می‌شود که استفاده از آشکارساز انرژی بهبودیافته، مجموع گذردهی را به میزان قابل توجهی بهبود می‌بخشد.
In cognitive radio networks, spectrum sensing is of a great importance in determining spectrum holes. In this paper, the impact of improved energy detector on the wideband spectrum sensing is considered for accurate detection of spectrum holes. For this end, wideband spectrum is sub channelized into equal non-overlapping sub-bands. Our main concern is to find the thresholds of the individual sub-bands simultaneously. By formulating the spectrum sensing problem, in terms of convex optimization one, we seek for maximizing the opportunistic aggregate throughput of cognitive users. In numerical simulation section, it is illustrated that using improved energy detector, the opportunistic aggregate throughput is improved significantly.
[1] A. Sahai and D. Cabric, "A tutorial on spectrum sensing: fundamental limits and practical challenges," in Proc. IEEE Symp. New Frontiers Dynamic Spectrum Access Networks, DySPAN, Baltimore, MD, US, Nov. 2005.
[2] D. Cabric, S. M. Mishra, and R. W. Brodersen, "Implementation issues in spectrum sensing for cognitive radios," in 38th Asilomar Conf. on Signals, Systems, and Computers, vol. 1, pp. 772-776, Nov. 2004.
[3] M. Ghozzi, M. Dohler, F. Marx, and J. Palico, "Cognitive radios: methods for the detection of free bands," Elsevier Science J., vol. 7, pp. 794-805, Sep. 2006.
[4] Y. Chen, "Improved energy detector for random signals in Gaussian noise," Wireless Communications, IEEE Trans. on, vol. 9, no. 2, pp. 558-563, Feb. 2010.
[5] Z. Quan, S. Cui, A. H. Sayed, and H. V. Poor, "Optimal multiband joint detection for spectrum sensing in cognitive radio networks," Signal Processing, IEEE Trans. on, vol. 57, no. 3, pp. 1128-1140, Mar. 2009.
[6] K. Hossain and B. Champange, "Wideband spectrum sensing for cognitive radios with correlated subband occupancy," IEEE Signal Processing Letters, vol. 18, no. 1, pp. 35-38, Jan. 2011.
[7] P. Paysarvi-Hoseini and N. C. Beaulieu, "Optimal wideband spectrum sensing framework for cognitive radio systems," Signal Processing, IEEE Trans. on, vol. 59, no. 3, pp. 1170-1182, Mar. 2011.
[8] A. Goldsmith, Wireless Communications, Cambridge, U. K.: Cambridge Univ. Press, 2006.
[9] Initial Evaluation of the Performance of Prototype TV-Band White Space Devices, FCC/OET 07-TR-1006, Jul. 2007.
[10] Z. Quan, S. Cui, and A. H. Sayed, "Optimal linear cooperation for spectrum sensing in cognitive radio networks," Selected Topics in Signal Processing, IEEE J. of, vol. 2, no. 1, pp. 28-40, Feb. 2008.