User selection and density based decision method for cooperative spectrum sensing in cognitive radio networks
Akıllı radyo ağlarında işbirlikçi spektrum algılama için kullanıcı seçimi ve kullanıcı yoğunluğu bazlı karar verme algoritması
- Tez No: 255858
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TUNA TUĞCU, PROF. DR. EMİN ANARIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Radyo spektrumu sınırlı kaynaklardan biridir ve hızla ilerleyen yeni kablosuz teknolojiler ile birlikte son yıllarda önemi artmaktadır. Günümüzdeki kablosuz ağlar, bu sınırlı kaynağın verimsiz kullanılmasına sebep olan sabit spektrum atama kuralını kullanmaktadır. Bu sebeple, spektrumun çok daha verimli kullanılmasını sağlayacak yeni teknolojilere ihtiyaç vardır. Bilişsel radyolar, spektrumun dinamik olarak kullanılmasını amaçlayan, gelecek vaadeden teknolojilerden biridir. Bilişsel radyo ağları spektrumu dinamik olarak kulanmayı, spektrumu algılayarak ve eğer bir boşluk bulurlarsa, bu spektrum bandını müşterilerinin kullanmasını sağlayarak amaçlamaktadırlar. Bilişsel radyo ağlarının hayata geçirilmesinde spektrum sezimi önemli rol oynamaktadır. Bu tezin odak noktası, bilişsel radyo ağlarındaki spektrum sezme problemidir. Bu çalışmada, spektrum sezme problemi, amacı sinyalin varlığını ya da yokluğunu tespit etmek olan ikili sinyal algılama problemi olarak incelenmiştir. Algılanmak istenen sinyal, uygulamaya bağlı olarak bilinen ya da bilinmeyen niteliklere sahip olabilmektedir. Tezde, algılanmak istenen sinyalin ikincil kullanıcının alıcısı tarafından bilinmediği kabul edilmiştir. Bu sebeple, enerji dedektör algılama yöntemi olarak tercih edilmiştir. Enerji dedektörleri, uygulama kolaylıkları ve iyi performansları sebebiyle oldukça sık kullanılmaktadırlar. Algılama, alınan örneklerin bir eşik değeri ile karşılaştırıldığı bazı fonksiyonlara dayanmaktadır. Eğer eşik aşılırsa, sinyal mevcut kararı verilir. Algılama bilişsel radyo ağlarında çok önemli olduğundan, dedektörün performansını artırmak için, bu tezde işbirlikçi kullanıcı seçimi algoritmaları ve karar verme yöntemleri önerilmiştir. İkincil ve birincil kullanıcılarının konumlarına dayanarak iki işbirlikçi kullanıcı seçimi algoritması sunulmuştur. Ayrıca, iki merkezi işbirlikçi karar verme yöntemi de önerilmiştir ve bu yöntemler işbirlikçi kullanıcı seçim algoritmaları ile değerlendirilmiştir. önerilen işbirliği yöntemlerinden biri, ikincil kullanıcıların her bir bölgedeki karar yoğunluğuna, diğeri ise ikincil kullanıcıların kararlarının bulundukları bölgelere göre ağırlıklandırılmasına dayanmaktadır. Bu yöntemlerin performansı açık ve kapalı alanlardaki yayılma modelleri ile değerlendirilmiştir. Buradaki ana hedeflerden biri, önerilen işbirlikçi seçim algoritmaları ile performansın rastgele ve en kötü seçim algoritmalarına göre geliştiğini göstermektir. Diğeri ise, önerilen merkezi işbirlikçi karar verme yöntemleri ile performansdaki iyileşmenin işbirlikçi olmayan ve işbirlikçi olan çoğunluk ile zorunlu karar verme yöntemlerine kıyasla daha da arttığını göstermektir. Bu yöntemlerin başarımları benzetim çalışmaları ile doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Radio spectrum is one of the scarce source and its importance is increasing in recent years due to rapidly developing new technologies. Today's wireless networks use fixed spectrum assignment policy which causes inefficient utilization of this limited source. Therefore, new technologies are needed to use the spectrum in a more efficient manner. One of the promising technology that aims to use the spectrum dynamically is Cognitive Radios (CRs). Cognitive Radio Networks (CRNs) aim to use the spectrum dynamically by sensing the spectrum and if any gap is detected than they will provide their customer to use this spectrum band. Spectrum sensing plays significant role for the implementation of CRNs. The focus of this thesis is spectrum sensing problem in CRNs. In this work, spectrum sensing problem is investigated as a binary signal detection problem, which aims to find if a signal is present or not. The signal to be detected can be either known or unknown characteristics depending on the application. The signal is considered to be completely unknown from the Secondary User (SU) receiver side throughout the thesis. For this reason, energy detector is preferred as a detection method. Energy detectors (radiometers) are often used due to their implementation simplicity and good performances. The detection is based on some function of the received samples which is compared with a threshold. If the threshold is exceeded, it is decided that signal is present. Since sensing is very crucial at CRNs, cooperative user selection algorithms and decision methods are proposed to improve the performance of the detector. Two cooperative user selection algorithms based on SUs' and Primary User's (PU's) locations are proposed. Besides, two centralized cooperative decision methods are also proposed and evaluated with the cooperative user selection algorithms. One of the proposed cooperative decision methods is based on SUs' decision density at each region and the other one is based on weighting SUs' decisions according to their regions. Performance of these methods are evaluated using indoor and outdoor propagation models. One of the main goals here is to show that with the proposed cooperative selection algorithms, performance is improved when compared with random and worst selection of SUs. The other one is to illustrate further improvement in sensing performance is also achieved with the proposed centralized cooperative decision methods, compared to non-cooperative and cooperative schemes like majority rule and hard decision. The success of these methods are verified through simulations.
Benzer Tezler
- Comprehensive risk mapping and fire station optimization for forest fire management: An application in Antalya
Orman yangını yönetimi için kapsamlı risk haritalama ve yangın istasyonu optimizasyonu: Antalya uygulaması
ZÜHAL ÖZCAN YAVUZ
Doktora
İngilizce
2024
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR KABAK
DR. ÖĞR. ÜYESİ İNCİ ÇAĞLAYAN
- Yüksek binalarda asansörlerin tasarımı ve değerlendirilmesi için bir uzman sistem
An Expert system for the design and evaluation of the elevators in high buildings
NURAY ÇANKAYA
- Ulaşım altyapılarının arazi değer artışına etkileri -Tem Otoyolu İstanbul Anadolu kesimi örneği
The effects of transportation infrastructure on land value increases - a case for Istanbul Anatolian section of Tem Motorway
YAŞASIN ERYILMAZ
Doktora
Türkçe
2013
Ulaşımİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NADİR YAYLA
- Tasarım sürecinde mimar müşteri ilişkilerinin incelenmesi: Türkiye örneği
Başlık çevirisi yok
MEHMET AYHAN ÖKMEN
- Mekansal analiz teknikleri ile çok kriterli karar verme yaklaşımı kullanılarak raylı sistem güzergah analizi
Rail system route analysis using multi criteria decision making with spatial analysis techniques
BERNA ÇALIŞKAN
Doktora
Türkçe
2023
Ulaşımİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN ATAHAN