بررسی و شبیه سازی حسگری طیف در رادیو هوشمند

امروزه با رشد تکنولوژی ارتباطات شاهد تغییرات مداوم در زندگی هستیم. اینترنت، سرویس های داده باند وسیع و سرویس های موبایل جزء لاینفک زندگی مردم شده و زندگی بدون آنها قابل تصور نمی باشد. نیاز به ارتباط پر سرعت همراه با قابلیت جابجایی کاربران رو به افزایش بوده به طوری که شبکه های بی سیم باند وسیع تمام محیط شهری را احاطه کرده اند. تاکنون از شیوه تخصیص ثابت در اختصاص باند فرکانسی به کاربران استفاده می شد اما محدودیت های موجود در این شیوه تخصیص به دلیل عدم تطبیق آن با رشد تعداد کاربران، نیاز به یک الگوی مخابراتی دیگر را ضروری ساخته که بتواند خود را با شرایط ترافیک بالا در باند وسیع برای کاربران متعدد هماهنگ سازد. در این راستا مفهوم کلی رادیو شناختگر به عنوان ابزاری در رفع نقیصه فوق مطرح گردید. چنان چه از اندازه گیری های چگالی طیف فرکانسی مورد استفاده حتی در مناطق پرترافیک مخابراتی مشخص است، درصد پایینی از ابعاد فرکانس- زمان- مکان صرف ارسال و دریافت کاربران دارای مجوز و در طیف فرکانسی فرصت های بسیاری برای واگذاری آن ها به کاربران بدون مجوز بدون استفاده رها شده است. بحث حسگری طیف یکی از کلیدی ترین مباحث رادیو شناختگر و اولین لایه در شناخت این فضاهای خالی است. تکنیک های مختلفی برای انجام حسگری طیف تا کنون مطرح بوده که به دلیل سادگی در پیاده سازی و سرعت به نسبت خوب در همگرایی آن، تکنیک رادیومتری یا همان آشکارسازی انرژی بیشتر مطرح بوده است. بیشتر تلاش های صورت گرفته در بحث حسگری طیف تاکنون سعی بر بالاتر بردن عملکرد آن از دید احتمال تشخیص صحیح داشته اند اما به پارامترهای مهمی مانند مدت زمان لازم برای انجام حسگری و همچنین تعداد نمونه های لازم برای تصمیم گیری کم توجه بوده ‍ اند. با توجه به اولویت بهره برداری کاربر اولیه از طیف فرکانسی و لزوم تخلیه کانال مورد استفاده کاربر ثانویه بلافاصله پس از درخواست ارسال کاربر اولیه، زمان صرف شده برای انجام حسگری طیف اهمیت خود را نشان می دهد. در این پایان نامه، پس از بررسی آزمون نسبت احتمالات متوالی(sprt)، الگوریتمی جهت بهبود زمان لازم برای حسگری طیف به کمک کاهش تعداد نمونه های لازم برای تصمیم گیری ارائه شده است. این الگوریتم چه در حالت تک کاربره و چه در حالت مشارکت میان کاربران مورد بررسی قرار گرفته و نتایج به دست آمده در شبیه سازی با نتایج آشکارساز انرژی در کانال awgn و کانال سایه با هم مقایسه شده است و در این حالت حدود 85% کاهش را در تعداد نمونه های لازم برای تصمیم گیری کاربران رادیو شناختگر ایجاد می نماید. حتی با بالا رفتن نسبت سیگنال به نویز، سرعت تصمیم گیری الگوریتم پیشنهادی به طور چشمگیری بالاتر خواهدرفت.