Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Mahdavi,Mohmmad javad Omidi
مهدی مهدوی (استاد راهنما) محمدجواد امیدی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Pegah Golchin
پگاه گلچین

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
Today, with the advancement of technology, Internet usage is increased while there are some limitations for using the free frequency band. Furthermore, in many cases, the licensed frequency band are not used by their primary users. In this way, there are opportunities for unlicensed users which are equipped with cognitive radio technology to use such licensed frequency bands. Some specific secondary users can be the wireless sensors. The specific property of the wireless sensor networks is the application of these networks such as controlling, checking accident-prone areas and military attentions. The secondary users are required to sense the spectrum continuously, to prevent the interference with the primary user. The spectrum sensing for cognitive radio network with the mobile primary user is different with those in which the primary user has no mobility. For a mobile primary user, a secure region is defined such that the secondary users in that region can transmit data if primary user is not present in the spectrum. In this case, when the location of the primary user is changed, the secondary users which are able to sense the spectrum are changed, too. Other sensors which are located outside of the secure region of the primary user and do not participate on the spectrum sensing can send their data and use the licensed spectrum band. If the radius of the secure region is short, the number of times that sensors can use the spectrum without any interference will increase. Since sensors in a cognitive radio network have limited battery life, the way of their energy consumption is of importance. To the best of our knowledge, the existing researches have considered spectrum sensing methods with the presence of mobile primary user. However, there is a lack of research in which the energy consumption of sensors with mobile primary user is studied. Therefore, in this thesis a new analytical framework is proposed to demonstrate how sensors consume their energy in a cognitive radio networks with a mobile primary user. Using the proposed analytical framework as well as simulation, the effect of the secure region radius of the primary user on the detection probability, transmission probability and energy consumption for the spectrum sensing have been studied. Results from simulation have good agreement with those from analysis. Keywords: Wireless sensor cognitive radio networks, mobile primary user, energy consumption, interference reduction
امروزه با پیشرفت تکنولوژی، نیاز به استفاده از اینترنت افزایش یافته است. در حالی‌که، استفاده از باند فرکانسی آزاد دارای محدودیت است. باندهای فرکانسی دارای مجوز در بسیاری از موارد، مورد استفاده‌ی کاربر اصلی خود قرار نمی‌گیرند. از این‌رو، امکان استفاده از این طیف‌ها برای کاربران بدون مجوز با استفاده از تکنولوژی رادیو شناختگر وجود خواهد داشت. از جمله کاربران بدون مجوز، می‌توان به حسگرهای بی‌سیم اشاره کرد. ویژگی‌های خاص این شبکه‌ها، امکان استفاده از آن‌ها در کاربردهایی مانند کنترل و بررسی مناطق حادثه‌خیز و مراقبت‌های نظامی و امنیتی است. کاربران ثانویه و یا حسگر‌های بی‌سیم، برای جلوگیری از تداخل و تشخیص فعال بودن کاربر اولیه، نیاز به مشاهده‌ی طیف به‌صورت مداوم دارند. مشاهده‌ی طیف برای شبکه‌ی رادیو شناختگر با حضور کاربر اولیه‌ی متحرک، نسبت به وجود کاربران اولیه ساکن متفاوت خواهد بود. برای کاربراولیه متحرک یک ناحیه امن تعریف می‌شود که کاربران ثانویه حاضر در این ناحیه فقط در صورت عدم حضور کاربر اولیه در طیف اجازه ارسال داده خواهند داشت. در این حالت، در هر شکاف زمانی با تغییر مکان کاربر اولیه، کاربران ثانویه‌ای که قادر به مشاهده‌ی طیف هستند نیز تغییر می‌کنند. سایر حسگرها که خارج از شعاع امن کاربر اولیه قرار دارند و امکان مشاهده برای آن‌ها میسر نمی‌شود، امکان ارسال خواهند داشت. در صورتی که شعاع امن کاربر اولیه، از اندازه‌ی کوچکی برخوردار باشد، تعداد دفعاتی که حسگرها امکان استفاده از طیف را بدون ایجاد تداخل برای کاربر اولیه خواهند داشت، افزایش می‌یابد. از آن‌جایی که حسگرها، شبکه‌ی کاربران ثانویه را تشکیل می‌دهند، چگونگی مصرف انرژی در آن‌ها حائز اهمیت خواهد بود. تا حد اطلاع پژوهش‌های موجود نحوه‌ی مشاهده‌ی طیف توسط حسگرها با وجود حرکت کاربر اولیه را در نظر گرفته اند. با این وجود نحوه‌ی مصرف انرژی حسگرها در حضور کاربرر اولیه متحرک مورد بررسی قرار نگرفته ‌است. از این‌رو، در این پایان‌نامه ساختار تحلیلی جدیدی برای چگونگی مصرف انرژی حسگرها در شبکه‌های رادیو شناختگر با وجود کاربر اولیه‌ی متحرک ارائه شده‌است. با استفاده از ساختار تحلیلی ارائه شده و نیز شبیه‌سازی، تاثیر افزایش شعاع ناحیه امن کاربر اولیه بر احتمال تشخیص درست کاربر اولیه، احتمال ارسال و مصرف انرژی ناشی از شرکت در مشاهده‌ی طیف بررسی شده‌است.نتایج شبیه سازی و نتایج حاصل از آنالیز سازگاری مناسبی را نشان می‌دهند. کلمات کلیدی: شبکه‌ی حسگر رادیو شناختگر، کاربر اولیه متحرک، مصرف انرژی، کاهش تداخل

ارتقاء امنیت وب با وف بومی