بررسی روش های طیف سنجی همکارانه مبتنی بر ادغام اطلاعات-تصمیم در رادیوی شناختگر
چکیده
افزایش روز افزون نیاز به منابع طیفی همزمان با رشد روز افزون تکنولوژی و با توجه به محدودیت دسترسی به طیف و موثر نبودن سیاست های فعلی تخصیص طیف نیاز به تکنولوژی ای را که بتواند بصورت فرصت طلبانه از منابع طیفی استفاده کند، تشدید می کند. رادیوی شناختگر بعنوان یک تکنولوژی جدید بمنظور استفاده بهینه از طیف برای اولین بار در سال 1999 توسط میتلا معرفی شد. ایده اصلی در رادیوی شناختگرتمهید اشتراک منابع و استفاده پویا از طیف فرکانسی است. بنابراین یکی از وظایف بسیار مهم رادیوی شناختگر، طیف سنجی به منظور یافتن حفره های طیفی و جلوگیری از ایجاد تداخل با کاربر دارای مجوز است. از آنجاییکه آشکارسازی حفره های طیفی، معمولا به علت وجود عواملی چون پدیده محوشدگی چندمسیری، سایه افکنی و وجود ترمینال های مخفی آشکارسازی سیگنال های اولیه افت عملکرد خواهد داشت، برای مقابله با این افت عملکرد روش های طیف سنجی همکارانه معرفی می شوند. ترکیب نتایج آشکارسازی و یا مشاهدات رادیو های شناختگر، گره های ثانویه، مختلف و اخذ تصمیم نهایی صحیح توسط مرکز ادغام، لازمه بهبود عملکرد رادیوی شناختگر است. سیگنال های دریافتی در مرکز ادغام می تواند حامل مشاهدات و یا تصمیم های گره ها باشد. در حالت ادغام مشاهدات کلیه گره ها بدون اخذ هرگونه تصمیمی تنها مشاهدات خود را به مرکز ادغام ارسال کرده و مرکز با بکارگیری روش های مختلف ادغام مشاهدات تصمیم نهایی را اتخاذ می کند. در حالت دوم کلیه گره ها تصمیم خود مبنی بر پر یا خالی بودن باند فرکانسی مورد نظر را با استفاده از رشته ای از بیت ها به مرکز ارسال کرده و مرکز با انتخاب یکی از قانون های ادغام تصمیم گیری ها، تصمیم نهایی را به گره ها اعلام می کند. طیف سنجی از طریق دو کانال سنجش و گزارش صورت می گیرد که کانال گزارش توسط گره ها برای ارسال مشاهدات و یا تصمیم گیری ها استفاده می شود. زمانی که تعداد گره های ثانویه افزایش می یابد، کانال گزارش دچار خطا خواهد شد. روش سنجش همکارانه مبتنی بر خوشه بندی با تقسیم کاربران ثانویه با محو شدگی یکسان در گروه های مختلف سعی می کند که این مشکل را بر طرف نماید. از طرفی درسال های اخیر با بکارگیری تکنیک های بکار رفته در سیستم های چند آنتنه مانند سیستم های چند ورودی-چند خروجی، روش های سنجش طیف و روش های مختلف ادغام اطلاعات و یا تصمیم گیری ها بمنظور سنجش سریعتر و مطمئن تر طیف بهره گرفته می شود. در این تحقیق علاوه بر فرض آگاه بودن از محدوده تقریبی قرارگیری و ارسال فرستنده اولیه و توزیع گره ها در این ناحیه، فرض می شود که مدل انتشاری فرستنده اولیه در یک جهت خاص متمرکز بوده و یا به عبارتی دارای مدل انتشاری غیر یکنواخت باشد. بعد از یک مرحله درخواست طیف سنجی در صورت حضور کاربر دارای مجوز، با تعیین گره هایی که بیش ترین دریافت انرژی را از سمت این کاربر داشته اند و با تعریف دو تابع برازندگی مناسب و بهینه سازی آن ها با استفاده از الگوریتم ژنتیک، محدوده تقریبی ارسال سیگنال کاربر اولیه بصورت یک قطاع تعیین می شود. در نهایت در مراحل بعدی طیف سنجی تنها از گره های واقع در خوشه تقاضای طیف سنجی صورت می گیرد و به این ترتیب علاوه بر کسب نتایج بهتر در آشکارسازی کاربر دارای مجوز، از هزینه های سیستم شناختگر برای استقرار گره ها در کل فضا کاسته می شود.