عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی فرآیندهای حسگری طیف و گزارش در شبکه های رادیو شناختگر همیار
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-سیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2681;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 68808
- تاریخ دفاع
- ۰۳ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- عظیم اخترشناس
- استاد راهنما
- امیر مسعود ربیعی
- چکیده
- فن‌آوری رادیو شناختگر از جمله فن‌آوری‌‌های نوین در عرصه مخابرات بی‌سیم است که به منظور استفاده¬ی کارآمد از طیف فرکانسی معرفی‌شده است. در این فن‌آوری، کاربران ثانویه (بدون مجوز) برای ارسال اطلاعات خود، کانال‌هایی که توسط کاربران اولیه (دارای مجوز) استفاده نمی‌شوند را شناسایی و استفاده می‌کنند. به فرآیند شناسایی کانال‌های بدون استفاده، حسگری طیف گفته می‌شود. تمرکز اصلی این پایان‌نامه بر روی حسگری طیف فرکانسی با رویکرد همیاری در سیستم¬های رادیو شناختگر است. در این روشِ حسگری، کاربران ثانویه مستقل از یکدیگر اقدام به حسگری طیف نموده و نتایج خود را بر روی کانال‌های فیدینگِ متفاوت (و مستقل) از هم، به یک مرکز ادغام ارسال می‌کنند. در دو روش متفاوت، کاربران ثانویه داده‌های خود را به‌صورت «پیوسته» یا «چندی شده» به مرکز ادغام می‌فرستند. در حالت پیوسته فرض بر آن است که انرژی‌های محاسبه شده توسط کاربران ثانویه پس از اضافه شدن نویز کانال، به‌صورت پیوسته در مرکز ادغام دریافت شوند. اما در حالت چندی شده، ابتدا نتیجه‌ی حسگری در محل کاربران ثانویه چندی شده و هر سطح با یک سمبل از یک شمای مدولاسیون 16-QAM ارسال می‌شود. در این پایان نامه، تعداد بهینه‌ی نمونه‌های مورد استفاده‌ی هر کاربر ثانویه در کانال حسگری و همچنین وزن بهینه‌ی اختصاص یافته به داده‌های ارسالیِ این کاربران در کانال گزارش، تعیین می‌شود. هدف از بهینه‌سازی این پارامترها، بیشینه کردن احتمال آشکارسازی در پروسه‌ی حسگری است. سناریو‌های مختلفی برای بهینه‌سازی حسگری طیف پهن‌باند در دو حالت پیوسته و چندی‌شده در نظر گرفته می‌شوند. در ابتدا فرض می‌شود که تعداد نمونه‌هایی که هر کاربر ثانویه در فرآیند حسگری استفاده می‌کند، با هدف حداکثر نمودن احتمال آشکارسازی در مرکز ادغام، بهینه شود. سپس فرض می‌شود که مرکز ادغام به سیگنال دریافت‌شده از هر کاربر ثانویه، وزن مشخصی تخصیص داده و آن‌گاه وزن مربوط به هر کاربر ثانویه را به همراه تعداد نمونه‌های حسگری آن توأماً بهینه می‌کند. در هر یک از این سناریو‌ها، عملکرد روش حسگری پیشنهادی در هر دو حالت پیوسته و چندی شده با استفاده از شبیه‌سازی کامپیوتری تعیین شده و با مقادیر تحلیلی مقایسه می‌شود. کلید واژه: رادیوشناخت‌گر، حسگری طیف، همیاری، بهینه سازی محدب، چندی‌کردن.
- Abstract
- Cognitive radio is a novel technology in wireless communications that is proposed for efficient utilization of the frequency spectrum. In this technology, secondary (unlicensed) users identify and use the frequency bands that are not occupied by the primary (licensed) users. The procedure of identifying the spectrum holes in known as spectrum sensing. This thesis is mainly focused on spectrum sensing in cooperative cognitive radio systems. In this sensing scheme, secondary users sense the spectrum independently and report their sensing results to a fusion center (FC) over distinct (and independent) channels. Two reporting schemes namely, continuous and quantized, are considered. In the continuous scheme, it is assumed that the secondary users transmit their calculated energies to FC through a noisy channel with infinite bandwidth. In the quantized scheme however, the sensing results are first quantized and each quantization level is transmitted to FC using a symbol from a 16-QAM modulation. In this thesis, the optimal number of samples in the sensing channel as well as the optimal weights used by the secondary users i n the reporting channel are obtained. The objective is to maximize the probability of detection in the sensing process. Several scenarios are considered for optimization of the spectrum sensing both in continuous and quantized schemes. First, the number of samples employed by each secondary user for spectrum sensing is optimized so as to maximize the detection probability at FC. Next, it is assumed that FC assigns a weight to the signal received from each secondary user. Then, these weights are optimized along with the number of samples utilized by the secondary users to maximize the detection probability. In each scenario, the performance of the proposed sensing scheme is evaluated using computer simulation and compared with the analytical results.
