-
دسترسی آزاد مقاله
1 - Cyclic Correlation-Based Cooperative Detection for OFDM-Based Primary Users
Hamed Sadeghi پائیز عزمیThis paper develops a new robust cyclostationary detection technique for spectrum sensing of OFDM-based primary users (PUs). To do so, an asymptotically constant false alarm rate (CFAR) multi-cycle detector is proposed and its statistical behavior under null hypothesis چکیده کاملThis paper develops a new robust cyclostationary detection technique for spectrum sensing of OFDM-based primary users (PUs). To do so, an asymptotically constant false alarm rate (CFAR) multi-cycle detector is proposed and its statistical behavior under null hypothesis is investigated. Furthermore, to achieve higher detection capability, a soft decision fusion rule for performing cooperative spectrum sensing (CSS) in secondary networks is established. The proposed CSS scheme aims to maximize the deflection criterion at the fusion center (FC), while the reporting channels are under Rayleigh fading. In order to be able to evaluate the performance of the cooperative detector, some analytic threshold approximation methods are provided for the cases where the FC has direct sensing capability or not. Through numerical simulations, the proposed local and CSS schemes are shown to significantly enhance CR network performance in terms of detection probability metric. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
2 - A New Cooperative Approach for Cognitive Radio Networks with Correlated Wireless Channels
Mehdi Ghamari Adian حسن آقایی نیاAn effective cooperative cognitive radio system is proposed, when the wireless channels are highly correlated. The system model consists of two multi-antenna secondary users (SU TX and SU RX), constituting the desired link and some single-antenna primary and secondary u چکیده کاملAn effective cooperative cognitive radio system is proposed, when the wireless channels are highly correlated. The system model consists of two multi-antenna secondary users (SU TX and SU RX), constituting the desired link and some single-antenna primary and secondary users. The objective is the maximization of the data rates of the desired SU link subject to the interference constraints on the primary users. An effective system, exploiting Transmit Beamforming (TB) at SU TX, cooperation of some single-antenna SUs and Cooperative Beamforming (CB) at them and the antenna selection at SU RX to reduce the costs associated with RF-chains at the radio front end at SU RX, is proposed. Due to the issue of MIMO channels with correlated fading, some problems arise such as inapplicability of the well-known Grassmanian Beamforming as TB scheme at SU TX. We then propose a method to overcome this problem. After formulating the problem, a novel iterative scheme is proposed to find the best TB weight vector in SU TX and best subset of antennas at SU RX, considering the correlated channel. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
3 - Video Transmission Using New Adaptive Modulation and Coding Scheme in OFDM based Cognitive Radio
حسن فرسی Farid JafarianAs Cognitive Radio (CR) used in video applications, user-comprehended video quality practiced by secondary users is an important metric to judge effectiveness of CR technologies. We propose a new adaptive modulation and coding (AMC) scheme for CR, which is OFDM based sy چکیده کاملAs Cognitive Radio (CR) used in video applications, user-comprehended video quality practiced by secondary users is an important metric to judge effectiveness of CR technologies. We propose a new adaptive modulation and coding (AMC) scheme for CR, which is OFDM based system that is compliant with the IEEE.802.16. The proposed CR alters its modulation and coding rate to provide high quality system. In this scheme, CR using its ability to consciousness of various parameters including knowledge of the white holes in the channel spectrum via channel sensing, SNR, carrier to interference and noise ratio (CINR), and Modulation order Product code Rate (MPR) selects an optimum modulation and coding rate. In this scheme, we model the AMC function using Artificial Neural Network (ANN). Since AMC is naturally a non-liner function, ANN is selected to model this function. In order to achieve more accurate model, Genetic algorithm (GA) and Particle Swarm Optimization (PSO) are selected to optimize the function representing relationship between inputs and outputs of ANN, i.e., AMC model. Inputs of ANN are CR knowledge parameters, and the outputs are modulation type and coding rate. Presenting a perfect AMC model is advantage of this scheme because of considering all impressive parameters including CINR, available bandwidth, SNR and MPR to select optimum modulation and coding rate. Also, we show that in this application, GA rather than PSO is better choice for optimization algorithm. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
4 - GoF-Based Spectrum Sensing of OFDM Signals over Fading Channels
Seyed Sadra Kashef paeez azmi Hamed SadeghiGoodness-of-Fit (GoF) based spectrum sensing of orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) signals is investigated in this paper. To this end, some novel local sensing methods based on Shapiro-Wilk (SW), Shapiro-Francia (SF), and Jarque-Bera (JB) tests are first چکیده کاملGoodness-of-Fit (GoF) based spectrum sensing of orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) signals is investigated in this paper. To this end, some novel local sensing methods based on Shapiro-Wilk (SW), Shapiro-Francia (SF), and Jarque-Bera (JB) tests are first studied. In essence, a new threshold selection technique is proposed for SF and SW tests. Then, three studied methods are applied to spectrum sensing for the first time and their performance are analyzed. Furthermore, the computational complexity of the above methods is computed and compared to each other. Simulation results demonstrate that the SF detector outperforms other existing GoF-based methods over AWGN channels. Furthermore simulation results demonstrate the superiority of the proposed SF method in additive colored Gaussian noise channels and over fading channel in comparison with the conventional energy detector. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
5 - Joint Relay Selection and Power Allocation in MIMO Cooperative Cognitive Radio Networks
Mehdi Ghamari Adian حسن آقایی نیاIn this work, the issue of joint relay selection and power allocation in Underlay MIMO Cooperative Cognitive Radio Networks (U-MIMO-CCRN) is addressed. The system consists of a number of secondary users (SUs) in the secondary network and a primary user (PU) in the prima چکیده کاملIn this work, the issue of joint relay selection and power allocation in Underlay MIMO Cooperative Cognitive Radio Networks (U-MIMO-CCRN) is addressed. The system consists of a number of secondary users (SUs) in the secondary network and a primary user (PU) in the primary network. We consider the communications in the link between two selected SUs, referred to as the desired link which is enhanced using the cooperation of one of the existing SUs. The core aim of this work is to maximize the achievable data rate in the desired link, using the cooperation of one of the SUs which is chosen opportunistically out of existing SUs. Meanwhile, the interference due to the secondary transmission on the PU should not exceed the tolerable amount. The approach to determine the optimal power allocation, i.e. the optimal transmits covariance and amplification matrices of the SUs, and also the optimal cooperating SU is proposed. Since the proposed optimal approach is a highly complex method, a low complexity approach is further proposed and its performance is evaluated using simulations. The simulation results reveal that the performance loss due to the low complexity approach is only about 14%, while the complexity of the algorithm is greatly reduced. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
6 - A Novel Resource Allocation Algorithm for Heterogeneous Cooperative Cognitive Radio Networks
Mehdi Ghamari AdianIn cognitive radio networks (CRN), resources available for use are usually very limited. This is generally because of the tight constraints by which the CRN operate. Of all the constraints, the most critical one is the level of permissible interference to the primary us چکیده کاملIn cognitive radio networks (CRN), resources available for use are usually very limited. This is generally because of the tight constraints by which the CRN operate. Of all the constraints, the most critical one is the level of permissible interference to the primary users (PUs). Attempts to mitigate the limiting effects of this constraint, thus achieving higher productivity is a current research focus and in this work, cooperative diversity is investigated as a promising solution for this problem. Cooperative diversity has the capability to achieve diversity gain for wireless networks. Thus, in this work, the possibility of and mechanism for achieving greater utility for the CRN when cooperative diversity is incorporated are studied carefully. To accomplish this, a resource allocation (RA) model is developed and analyzed for the heterogeneous, cooperative CRN. In the considered model, during cooperation, a best relay is selected to assist the secondary users (SUs) that have poor channel conditions. Overall, the cooperation makes it feasible for virtually all the SUs to improve their transmission rates while still causing minimal harm to the PUs. The results show a remarkable improvement in the RA performance of the CRN when cooperation is employed in contrast to when the CRN operates only by direct communication. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
7 - سنجش طیف باندپهن در شبکههای رادیوشناختی با استفاده از آشکارساز انرژی بهبودیافته
یعثوب اقبالی محمود احمدیان عطاری حمید حسنیدر شبکههای رادیوشناختی، سنجش طیف با هدف پیداکردن حفرههای طیفی از اهمیت ویژهای برخوردار است. در اين مقاله، سنجش طیف باندپهن با استفاده از آشکارساز انرژی بهبودیافته بررسی میشود. به منظور آشکارسازی دقیق و پیداکردن حفرههای خالی، طیف باندپهن به زیرباندهای مساوی و بدون ه چکیده کاملدر شبکههای رادیوشناختی، سنجش طیف با هدف پیداکردن حفرههای طیفی از اهمیت ویژهای برخوردار است. در اين مقاله، سنجش طیف باندپهن با استفاده از آشکارساز انرژی بهبودیافته بررسی میشود. به منظور آشکارسازی دقیق و پیداکردن حفرههای خالی، طیف باندپهن به زیرباندهای مساوی و بدون همپوشانی تقسیم میشود. هدف اصلي، انتخاب سطح آستانههای زیرباندها به صورت همزمان میباشد. در این مقاله با فرمولهکردن مسأله سنجش طیف به صورت یک دسته از مسایل بهینهسازی، به دنبال بیشینهکردن مجموع گذردهی فرصتطلبانه کاربران رادیوشناختی میباشیم. با اعمال برخی شرایط عملی، مسأله بهینهسازی به یک مسأله محدب تبدیل شده و جواب بهینه آن محاسبه شده است. در بخش شبیهسازی نشان داده میشود که استفاده از آشکارساز انرژی بهبودیافته، مجموع گذردهی را به میزان قابل توجهی بهبود میبخشد. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
8 - آشکارسازی همزمان زیرکانالهای همبسته OFDM برای سنجش پهن باند طیف در شبکههای رادیوشناختگر
برزو رسولی علی الفتدر این مقاله مسأله سنجش پهن باند طیف را در حالتی که کاربران اولیه از مدولاسیون OFDM استفاده میکنند، بررسی میکنیم. در این راستا شکل پالس هر زیرکانال غیر ایده آل فرض شده و در نتیجه بخشی از توان آن به زیرکانالهای مجاور نشت میکند. این پدیده باعث میشود که انرژی اندازهگ چکیده کاملدر این مقاله مسأله سنجش پهن باند طیف را در حالتی که کاربران اولیه از مدولاسیون OFDM استفاده میکنند، بررسی میکنیم. در این راستا شکل پالس هر زیرکانال غیر ایده آل فرض شده و در نتیجه بخشی از توان آن به زیرکانالهای مجاور نشت میکند. این پدیده باعث میشود که انرژی اندازهگیری شده از هر زیرکانال (آمارگان تصمیمگیری در آشکارساز انرژی) با اندازهگیری زیرکانالهای دیگر همبستگی پیدا کند. از این رو برای آشکارسازی همزمان وضعیت تمام زیرکانالهای شبکه اولیه یک روش تکراری ساده ارائه میدهیم و بهبود عملکرد این روش را در مقایسه با آشکارسازی مجزا که در آن آشکارسازی هر زیرکانال مستقل از بقیه است، در حالات همیار و غیر همیار مشاهده میکنیم. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
9 - شناسایی حمله تقلید از سیگنال کاربر اولیه در شبکههای رادیوشناختی مبتنی بر طبقهبندی غیر پارامتریک بیزین
خاطره اکبری جمشید ابوییرادیوشناختی به عنوان یک فناوری کلیدی برای مقابله با کمبود طیف فرکانسی در شبکههای بیسیم به طور گسترده مورد توجه قرار گرفته است. یکی از چالشهای مهم در تحقق شبکههای رادیوشناختی، امنیت این نوع شبکهها است. از مهمترین این تهدیدها، حمله تقلید از سیگنال کاربر اولیه است، چکیده کاملرادیوشناختی به عنوان یک فناوری کلیدی برای مقابله با کمبود طیف فرکانسی در شبکههای بیسیم به طور گسترده مورد توجه قرار گرفته است. یکی از چالشهای مهم در تحقق شبکههای رادیوشناختی، امنیت این نوع شبکهها است. از مهمترین این تهدیدها، حمله تقلید از سیگنال کاربر اولیه است، بدین معنی که کاربر مخرب سعی دارد سیگنالی مشابه با سیگنال کاربر اولیه ارسال کند تا کاربران ثانویه را فریب داده و از ارسال سیگنالهای این کاربران در حفرههای طیفی جلوگیری کند و ضمن ایجاد ترافیک در شبکه، با به دست آوردن باند فرکانسی خالی، اطلاعات خود را ارسال کند. در این مقاله، روشی برای شناسایی حمله تقلید از سیگنال کاربر اولیه پیشنهاد میگردد که با خوشهبندی سیگنالهای ارسالی کاربران اولیه و کاربران مخرب، این سیگنالها را متمایز میکند. در این روش، تعداد سیگنالهای ارسالی در محدوده شبکه رادیوشناختی در طول خوشهبندی سیگنالها به دست میآید. با به کارگیری روش طبقهبندی مدل مخلوطی فرایند دیریشله که بر اساس روش غیر پارامتریک بیزین میباشد، سیگنالهای اولیه فعال در محیط طبقهبندی میشوند. همچنین برای دستیابی به سرعت همگرایی بالاتر در الگوریتم، روش فرایند رستوران چینی برای مقداردهی اولیه و نمونهبرداری غیر یکنواخت جهت انتخاب پارامتر خوشهها به الگوریتم اعمال میگردد. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
10 - یک طرح چند دروازهای جهت بهبود CORPL تحت بار ترافیکی در شبکههای هوشمند انرژی مبتنی بر رادیو شناختگر با معماری مش
سیدعلی هاشمیان وحید طباطباوکیلیشبکه قدرت فعلی اشکالات زیادی دارد. اخیراً یک شبکه جدید و هوشمند برای رفع کاستیهای شبکه فعلی معرفی شده که از آن با عنوان شبکه هوشمند انرژی یاد میشود. شبکه هوشمندی که بخواهد شبکه قدرت را بهطور کارامدی مدیریت کند، به یک زیرساخت مخابراتی برای برقراری ارتباط بین اجزای شبک چکیده کاملشبکه قدرت فعلی اشکالات زیادی دارد. اخیراً یک شبکه جدید و هوشمند برای رفع کاستیهای شبکه فعلی معرفی شده که از آن با عنوان شبکه هوشمند انرژی یاد میشود. شبکه هوشمندی که بخواهد شبکه قدرت را بهطور کارامدی مدیریت کند، به یک زیرساخت مخابراتی برای برقراری ارتباط بین اجزای شبکه نیاز دارد. فناوری مخابراتی رادیو شناختگر بهمنظور بهرهبرداری کارامدتر از منابع طیفی رادیویی معرفی شده است. مسیریابی در این شبکهها باید توسط پروتکلی انجام شود که در مقابله با مشکلات ایجادشده توسط رادیو شناختگر گذردهی را حداکثر کند و تأخیر بستهها در آن حداقل و مناسب کاربرد شبکه هوشمند انرژی باشد. CORPL به عنوان پروتکلی که بخشی از این اهداف را محقق میسازد معرفی شده است. در این مقاله پروتکل CORPL تحت بار ترافیکی برست و پواسون بررسی میگردد و نشان داده میشود که با افزایش کاربران فعال در شبکه عملکرد CORPL افت پیدا خواهد کرد. سپس با استفاده از روابط ریاضی کران بالای میانگین تأخیر در پروتکل CORPL مدل شده و برای کاهش آن یک طرح چنددروازهای ارائه میگردد. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
11 - بهبود مجموع نرخ کاربران ثانویه و بهره انرژی شبکه رادیوشناختگر با استفاده از تخصیص توان و Successive Relaying
الهه مداح محمد لاریدر این مقاله، یک شبکه رادیوشناختگر ارائه دادهایم که شامل چند کاربر ثانویه و یک کاربر اولیه است. کاربران ثانویه با روش تحت پوشش، از طیف کاربر اولیه استفاده میکنند. کاربر اولیه نیز دارای عملکرد Successive Relay است. در Successive Relay با استفاده از دو رله نیمه دوطرفه ب چکیده کاملدر این مقاله، یک شبکه رادیوشناختگر ارائه دادهایم که شامل چند کاربر ثانویه و یک کاربر اولیه است. کاربران ثانویه با روش تحت پوشش، از طیف کاربر اولیه استفاده میکنند. کاربر اولیه نیز دارای عملکرد Successive Relay است. در Successive Relay با استفاده از دو رله نیمه دوطرفه به عملکردی مشابه رله تمام دوطرفه ولی با شدت تداخل بین رلهای کمتر میرسیم که باعث بهبود بهره طیفی میشود. همچنین با وجود اضافهشدن کاربران ثانویه، برای حفظ عملکرد صحیح کاربر اولیه و افزایش مجموع نرخ کاربران ثانویه، استفاده از عملکرد Successive Relay در کاربر اولیه را مطرح کردهایم. در شبکه رادیوشناختگر نیز کاربران دارای تداخل هستند که برای حذف تداخل از ایده همترازسازی تداخل بهره گرفتهایم. در ادامه با در نظر گرفتن یک نرخ آستانه برای کاربر اولیه، حداقل توان لازم را برای منبع و رله به منظور تضمین کیفیت سرویسدهی کاربر اولیه به دست آوردهایم. یک مسئله تخصیص توان بیشینهسازی نرخ مجموع کاربران ثانویه ارائه کردهایم و جواب بهینه را به فرم بسته به دست آوردهایم. همچنین یک مسئله بیشینهسازی بهره انرژی شبکه را طرح کردیم که در دو مرحله و با روش حل مسایل کسری، جوابهای بهینه را به فرم بسته به دست آوردیم. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
12 - Spectrum Sensing of OFDM Signals Utilizing Higher Order Statistics under Noise Uncertainty Environments in Cognitive Radio Systems
MOUSUMI HAQUE Tetsuya ShimamuraCognitive radio (CR) is an important issue to solve the spectrum scarcity problem for modern and forthcoming wireless communication systems. Spectrum sensing is the ability of the CR systems to sense the primary user signal to detect an ideal portion of the radio spectr چکیده کاملCognitive radio (CR) is an important issue to solve the spectrum scarcity problem for modern and forthcoming wireless communication systems. Spectrum sensing is the ability of the CR systems to sense the primary user signal to detect an ideal portion of the radio spectrum. Spectrum sensing is mandatory to solve the spectrum scarcity problem and the interference problem of the primary user. Noise uncertainty consideration for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) transmitted signals in severe noise environments is a challenging issue for measuring the performance of spectrum sensing. This paper proposed a method using higher order statistics (HOS) functions including skewness and kurtosis for improving the sensing performance of a cyclic prefix (CP) based OFDM transmitted signal for noise uncertainty. The detection performance of OFDM systems is measured for various CP sizes using a higher order digital modulation technique over a multipath Rayleigh fading channel for low signal-to-noise ratio (SNR) cases. In the proposed method, the CP-based OFDM transmitted signal sensing performance is measured and compared with the conventional methods under noise uncertainty environments. Through comprehensive evaluation of simulation, it is demonstrated that the sensing performance of this method significantly outperforms conventional schemes in the case of noise uncertainty in severe noise environments. پرونده مقاله -
دسترسی آزاد مقاله
13 - تحلیل خاموشی و گذردهی شبکههای رله تقویت و ارسال رادیو شناختی دوجهتی با انتقال توان بیسیم
احسان سلیمانی نسبرادیو شناختی فناوری امیدبخشی است که هدف آن دستیابی به بهرهبرداری بهتر از طیف فرکانسی است. از طرف دیگر، برداشت انرژی بیسیم میتواند ملزومات انرژی بسیار زیاد گرهها را تامین کند. در این مقاله، دو سناریو در یک شبکه دوراهه فرض شدهاند که در اولی رله انرژی مورد نیازش را ا چکیده کاملرادیو شناختی فناوری امیدبخشی است که هدف آن دستیابی به بهرهبرداری بهتر از طیف فرکانسی است. از طرف دیگر، برداشت انرژی بیسیم میتواند ملزومات انرژی بسیار زیاد گرهها را تامین کند. در این مقاله، دو سناریو در یک شبکه دوراهه فرض شدهاند که در اولی رله انرژی مورد نیازش را از دو منبع شبکه ثانویه و در دومی هر دوی منابع، انرژی را از رله شبکه ثانویه برداشت میکنند. هر دوی محوشدگی ناکاگامی ناشی از انتشار سیگنال و تداخل روی رله ناشی از کاربران اولیه شبکه رادیو شناختی در نظر گرفته میشوند. روابط به فرم بستهای برای احتمال خاموشی و گذردهی شبکه رله تقویت و ارسال رادیو شناختی با بکارگیری روشهای برداشت انرژی و انتقال توان بیسیم روی کانالهای محوشدگی مستقل و ناهمسان ناکاگامی ارائه شده است. روابط تحلیلی با شبیه سازی مونت كارلو صحت سنجي شدهاند و نشان داده شده است كه سناريوي اول همواره نسبت به دومي عملكرد بهتري دارد و هر دو سناريو عملكرد بهتري را نسبت به حالت بدون برداشت انرژي دارند. پرونده مقاله