Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed Mahmoud Modarres-Hashemi,Mohmmad javad Omidi
سیدمحمود مدرس هاشمی (استاد مشاور) محمدجواد امیدی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Afrooz Jalali
افروز جلالی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Comparison of Spectrum Sensing in Two Physical Layer Candidates for Cognitive Radio
Recent researches on various parts of allocated spectrum have demonstratedthe inefficiency of spectrum utilisiation. On the other hand, according to the noticeable growth of wireless communication systems, the demand for bandwidth has increased. As a result, the static frequency assignment approach needs to be reconsidered. Cognitive radio offers a proper solution for efficient spectrum usage. Detection of the idle frequency bands is the first step for exploiting the spectrum.Thus, one of the main components of the cognitive radio iectrum sensing.In this thesis,after presenting a brief introduction about cognitive radio, different spectrum sensing techniques and their applications are introduced. Afterwards, considering the importance of selecting the appropriate physical layer for cognitive radio, we have considered two physical layer candidates. In order to reduce hardware complexity for spectrum sensing task, we have compared the performance of spectrum sensing in two physical layer candidates based on orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and filter bank multicarrier (FBMC). Performance of the detectors is investigated under two different scenarios. For this comparison the area under receiver operating characteristic (ROC) curve namely AUC is considered as a criterion. In the first scenario, it is assumed that the secondary user which does not perform the spectrum sensing is not permitted to transmit any signal (quiet sensing).In this case, it is shown that the performance of both detectors is the same. In the second scenario, the secondry user is permitted to transmit in a frequency band adjacent to the primary user (PU) channel while spectrum sensing is performed (non-quiet sensing). The results indicate that although DFT-based detector is computationally less complex than filter bank-based detector, filter-bank based detector's performance is much better than DFT-based detector in heavy interference environment. Consequently, there is a trade off between the performance of the detector and its complexity when choosing one of the above mentioned physical layer candidates. Keywords: Cognitive radio, spectrum sensing, OFDM, FBMC, quiet sensing, non-quiet sensing
بررسی‌های انجام شده بر روی بخش‌های مختلف طیف فرکانسی نشان می‌دهد که بازده‌ی استفاده از این طیف در بسیاری از بخش‌های تخصیص یافته پایین است. این در حالی است که با توسعه و رشد روزافزون سیستم‌های مخابراتی و به ویژه دستگاه‌های بی‌سیم، نیاز به دسترسی به منبع محدود طیف فرکانسی افزایش می‌یابد. این مسئله لزوم بازنگری در رویکرد تخصیص باندهای فرکانسی به صورت ایستا را روشن می‌سازد. ارایه‌ی تکنولوژی مخابراتی انعطاف‌پذیر، هوشمند و قانونی در جهت استفاده‌ی بهینه از طیف فرکانسی مسیر را برای ظهور و گسترش سیستم‌های مخابراتی بی‌سیم هموارتر می‌سازد. رادیو شناختمند راهکاری مناسب برای بهره برداری بهتر از طیف ارایه می‌دهد. اولین گام برای استفاده از محدوده‌ی فرکانسی مورد نظر، تشخیص حضور و یا عدم حضور کاربر دارای مجوز توسط رادیو شناختمند است. بنابراین طیف‌سنجی به منظور تشخیص آزاد و یا اشغال بودن باند فرکانسی از مهم‌ترین وظایف یک رادیو شناختمند محسوب می‌شود. در این پایان‌نامه به معرفی اجمالی رادیو شناختمند، بررسی روش‌های گوناگون طیف‌سنجی و کاربرد‌های آن پرداخته شده است. همچنین با توجه به اهمیت انتخاب لایه‌ی فیزیکی مناسب در رادیو شناختمند، لایه‌های فیزیکی مبتنی بر مدولاسیون چندحاملی مبتنی بر بانک فیلتر(FBMC)و مبتنی بر مالتی‌پلکس تقسیم فرکانسی متعامد (OFDM) به عنوان نامزد‌‌های لایه فیزیکی در جهت کاهش پیچیدگی طیف‌سنجی مورد بررسی قرار گرفته و با یکدیگر مقایسه شده‌اند. مقایسه‌ی عملکرد آشکارسازها (آشکارساز مبتنی بر بانک فیلتر و آشکارساز مبتنی بر تبدیل فوریه‌ی گسسته) در هر یک از لایه‌های فیزیکی در دو حالت متفاوت صورت گرفته و برای مقایسه از معیاری به نام سطح زیر منحنی مشخصه‌ی گیرندهاستفاده شده است. در حالت اول کاربر ثانویه‌ای که وظیفه‌ی طیف‌سنجی را بر عهده ندارد، در زمان طیف‌سنجی هیچ گونه ارسالی انجام نمی‌دهد (طیف‌سنجی ساکت). بر مبنای نتایج بدست آمده، در این شرایط عملکرد آشکارسازهای مذکور مشابه است. در حالت دوم کاربر ثانویه‌ی مذکور در زمان طیف‌سنجی اجازه‌ی ارسال در باند مجاور باند فرکانسی کاربر اولیه را دارد (طیف‌سنجی غیر ساکت). در این حالت آشکارساز مبتنی بر بانک فیلتر کارایی بهتری از خود به نمایش می‌گذارد. این در حالی است که از لحاظ پیچیدگی محاسباتی، آشکارساز مبتنی بر بانک فیلتر پیچیده‌تر از آشکارساز مبتنی بر تبدیل فوریه‌ی گسسته است. بنابراین در انتخاب هر یک از لایه‌های فیزیکی برای رادیو شناختمند باید مصالحه‌ای میان پیچیدگی و کارایی آشکارساز صورت گیرد. کلمات کلیدی: 1- رادیو شناختمند 2- طیف‌سنجی3- OFDM 4-FBMC 5- طیف‌سنجی ساکت 6- طیف‌سنجی غیر ساکت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی