Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Mahdavi
مهدی مهدوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Alireza Sanefar
علیرضا صانع فر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Resource Allocation and Relay Selection in a Cognitive Radio Network with Cooperation Among Primary and Secondary Users
The concept of cognitive radio networks has been raised in order to improve efficiency in using the spectrum. For this purpose, the dynamic spectrum allocation is performed among unlicensed users. Cooperative communication is considered as an effective way to deal with the effects of channel fading and increase network coverage. In cooperative communication, one or more intermediate nodes which are known as relay help the source node to send information. Even though cooperative communication has advantages such as reducing bit error rates, reducing outage probability etc, like other communication systems experiences some limitations such as power consumption, bandwidth, and maximum data rate. The features of cognitive radio networks and cooperative communication have led researchers to use both technologies together. Different types of cooperative cognitive radio networks can be considered in which cooperation will exist in spectrum sensing or in transmitting information. In recent years, the idea of green communication has made energy efficiency to be considered as an important criterion in communications networks. For this purpose, in this thesis, the problem of optimal resource allocation considering energy efficiency for a cooperative cognitive radio network has been investigated. Here, the proposed cooperative cognitive radio network consists of a primary source, a primary destination and a number of secondary users, in which secondary users use the underlay mode to transmit their data. Using the proposed relay selection criteria, the primary source chooses a relay from the secondary users to cooperate with primary transmissions. Here, the allocation of resources is based on the energy efficiency of the selected relay and is formulated in the form of a constraint optimization problem. To solve such a problem, a search-based heuristic algorithm is proposed. Finally, numerical implementation of the proposed network with the proposed relay selection and resource allocation algorithm is performed and results of selected relay energy efficiency, secondary network energy efficiency and secondary network lifetime are studied and compared with some existing methods. Finally, the proposed network is simulated without considering any theoretical assumption and the simulation results are studied along with those from numerical implementation. keywords : Cognitive radio network, Cooperative communication, Energy efficiency, Resource allocation.
مفهوم رادیو شناختگر به منظور بهبود بهره‌‌وری در استفاده از طیف‌ رادیویی مطرح شده است. بدین منظور تخصیص پویای طیف و به اشتراک‌‌گذاری آن بین کاربران بدون مجوز انجام می‌گردد. از سویی دیگر مخابرات همکارانه به عنوان یک روش موثر برای مقابله با اثرات محوشدگی کانال و افزایش پوشش شبکه مطرح می‌‌باشد. در مخابرات همکارانه یک یا چند گره واسط که به رله مشهورند، به گره منبع در ارسال اطلاعات آن کمک می‌‌کنند. اگرچه مخابرات همکارانه مزایایی چون کاهش نرخ خطای بیت، کاهش احتمال قطع و ... دارد، همانند سیستم‌‌های مخابراتی دیگر با محدودیت‌‌هایی چون توان مصرفی، پهنای باند و حداکثر نرخ ارسال داده مواجه می ‌باشد. ویژگی‌‌های شبکه‌‌های رادیو شناختگر و مخابرات همکارانه موجب شده است تا پژوهشگران به استفاده از هر دو فناوری در کنار هم رو بیاورند. می‌‌توان انواع مختلفی از یک شبکه رادیو شناختگر همکارانه را متصور شد که در آن همکاری یا در سنجش طیف و یا در ارسال اطلاعات وجود دارد. ظهور ایده مخابرات سبز در سال‌‌های اخیر موجب شده است تا بهره‌‌وری انرژی در شبکه‌‌های مخابراتی به عنوان یک معیار مهم مورد توجه قرار بگیرد. بدین منظور در این پایان نامه مسئله تخصیص بهینه منابع با در نظر گرفتن بهره‌‌وری انرژی برای یک شبکه رادیو شناختگر همکارانه مورد بررسی قرار گرفته است. شبکه رادیو شناختگر همکارانه پیشنهادی در این پایان نامه متشکل از یک کاربر اولیه منبع، یک کاربر اولیه مقصد و تعدادی کاربر ثانویه است، که در آن کاربران ثانویه به منظور ارسال داده‌‌های خود از الگوی زیر‌نهی استفاده می‌‌کنند. کاربر اولیه منبع با استفاده از معیار انتخاب رله معرفی شده، از بین کاربران ثانویه یک گره رله به منظور همکاری در ارسال‌‌های اولیه انتخاب می‌‌نماید. مسئله تخصیص منابع مورد نظر در این پایان نامه با توجه به بهره‌‌وری انرژی رله انتخاب شده و در قالب یک مسئله بهینه سازی مقید فرمول‌‌بندی شده و به منظور حل این مسئله یک الگوریتم شهودی مبتنی بر جستجو ارائه شده است. شبکه پیشنهادی به همراه روش انتخاب رله و الگوریتم تخصیص منابع پیاده سازی عددی شده و نتایج بهره‌‌وری انرژی رله انتخاب شده، بهره‌‌وری انرژی شبکه ثانویه و طول عمر شبکه ثانویه مورد بررسی و مورد مقایسه با برخی روش‌‌های موجود، قرار گرفته است. در انتها شبکه پیشنهادی در حالت بدون در نظر گرفتن هیچ گونه فرضی، شبیه سازی شده و نتایج حاصل از آن با نتایج بدست آمده از پیاده سازی عددی مورد بررسی قرار گرفته است. کلمات کلیدی: شبکه رادیو شناختگر، مخابرات همکارانه، تخصیص منابع، بهره‌وری انرژی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی