حسگری طیفی مشارکتی در شبکه های رادیوشناختگر بر اساس آشکار ساز انرژی
چکیده
در مخابرات بی سیم، طیف فرکانسی یک منبع حیاتی است و با افزایش روز افزون شبکه های بی سیم و تعداد کاربران، بیش از پیش اشغال می شود. با در نظر گرفتن چنین محدودیتی در پهنای باند موجود، پاسخ به نیاز به ظرفیت های بالاتر برای ارسال داده به چالش کشیده می شود. بنابراین نیازمند ابداع فناوری های جدیدی هستیم که روش های جدیدتر و کارآمدتری را برای استفاده از طیف فرکانسی ارائه می کنند. رادیو شناختگر به دنبال پاسخ به مساله ترافیک طیفی به وجود آمد و ایده ی استفاده ی فرصت طلبانه از طیف را مطرح کرد. مبنای طرح این رادیو، حسگری طیف به منظور یافتن حفره های فرکانسی و تخصیص آن ها به کاربران به صورت پویا است. بر این اساس، اولین وظیفه ی رادیو شناختگر، حسگری طیفی برای تشخیص وضعیت ترافیک طیف است. آشکارساز انرژی که آن را پریودگرام یا رادیومتر نیز می نامند، معمول ترین روش حسگری طیفی است که پیچیدگی محاسباتی و پیاده سازی بسیار پائینی دارد. به علاوه آشکار ساز انرژی نیاز به هیچگونه اطلاعاتی از سیگنال کاربر اولیه ندارد و به همین دلیل در حسگری طیفی برای سیستم های رادیو شناختگر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. مساله کاربر اولیه مخفی از دید کاربران ثانویه (گره های پنهان شده) که ممکن است به دلیل پدیده محو شوندگی شدید و یا سایه افکنی در زمان حسگری رخ دهد و به طور ناخود آگاه با بکارگیری طیف مربوطه توسط کاربر برای گیرنده های اولیه تداخل ایجاد کند را می توان با بکارگرفتن روش های مشارکتی در حسگری طیفی حل کرد. در این پایان نامه، ضمن معرفی انواع روش های حسگری طیفی و چالش های پیش رو آن، عملکرد آشکارساز انرژی بروی انواع کانال های فیدینگ از جمله کانال های فیدینگ ناکاگامی، رایس و کاپا-مو مورد آنالیز واقع می شود. پس از آن با بکارگیری انواع روش های مشارکتی که عمدتاً به دو دسته حسگری طیفی مشارکتی با ترکیب سخت و ترکیب نرم تقسیم می شوند، به بهبود چشمگیر عملکرد آشکارساز انرژی می پردازیم. در پایان با ارائه الگوریتمی که براساس یادگیری از اطلاعات ارسالی به واحد تصمیم گیری است، روشی نوین در امر حسگری مشارکتی را مورد تحقیق قرار می دهیم. صحت روابط تحلیلی ارائه شده توسط نتایج عددی و شبیه سازی ها مورد تائید قرار می گیرند.