Detection of Interdependent Multiband Systems for Cognitive Radios and Ultra-Wideband Systems

Abstract

As a result of advances in the wireless technology new systems have been proposed and hence more frequency bands are occupied in the spectrum. Therefore the number ofavailable frequency bands for future wireless communication systems is decreasing and alternative communication technologies have appeared in recent years. These are cognitive radio and ultra wideband systems which use the spectrum more efficiently. -- Abstract'dan.

Kablosuz teknolojinin ilerlemesi sonucunda, yeni sistemler önerilmiş ve spektrumda daha fazla frekans bandı kullanılmaya başlanmıştır. Kullanılabilir band sayısının azalması sebebiyle, alternatif teknolojilere ihtiyaç duyulmuş ve son yıllarda iki yeni kablosuz iletişim sistemi ortaya çıkmıştır. Bunlar spekturumu etkili bir şekilde kullanan bilişsel radyolar ve ultra genişband sistemlerdir. Bilişsel radyolar lisanslı sistem aktif olmadığı durumda, lisanslı sistemin frekans bandlarını kullanan fırsatçı radyolardır. Ultra-genişband (UGB) sistemler düşük güç spektral yoğunluğunda iletim yaparlar ve birincil sisteme önemsenecek düzeyde girişim oluşturmazlar. Buna rağmen, dünyadaki spektrum düzenleyici makamlar bu sistemlerin haberleşmeye başlamadan önce birincil sistemin aktif olup olmadığını değerlendirmesini ön koşarlar. Eğer bilişsel radyolar genişband ya da UGB sistemler ise, bilişsel radyolar birincil sistemlerle çoklu frekans bandlarını paylaşırlar. Bu durumda bilişsel radyo veri transferini başlatmadan önce bu bandlarda birlikte varolan bütün birincil sistemlerin tespit edilmesini sağlamalıdır. Bu çalışmada birden fazla birlikte varolan birincil sistem olduğu ve bu birincil sistemlerin aynı zamanda aktif olabileceği varsayılarak geniş bandlı bilişsel radyonun birincil sistem algılama performansı üzerinde çalışılmıştır. Buna göre iki yöntem dikkate alınmıştır: (i) Bağımsız bandlarda aynı anda aktif olan sistemlerin istatistiklerini hesaba katan MAP algılaması(birlikte algılama) (ii) Her bandda bağımsız şekilde eşik değerlerini optimize eden Neyman-Pearson (NP) testi yaklaşımlı algılama (bağımsız algılama). Bağımsız algılamanın daha kolay uygulamasında, optimum NP testi algılama sonuçlarına ulaşmak için birlikte algılamada elde edilen eşik değerlerinin kullanıldığı gösterilmiştir. Değişik senaryolarda yanlış alarm ve algılama olasılıkları türünden birlikte algılamanın bağımsız algılamaya göre kazancının sayısallaştırılmasına ek olarak bilişsel radyonun girişim yaratmadan çalışabilme özellikleri yüzdelik zaman dilimi cinsinden sunulmuştur. Bu sonuçlar, birincil sistemlerin birbirine bağımlı olduğunun bilindiği durumlarda, çoklu band algılanmasının pratik uygulaması için önemlidir.