Çok Antenli Bilişsel Radyolarda GLRD Tabanlı Spektrum Algılama

Bilindiği gibi, çok antenli Bilişsel Radyo sistemleri için özdeğer tabanlı spektrum algılama yöntemleri algılanacak sinyale ilişkinönceden hiçbir bilgi gerektirmemesi nedeni ile oldukça tercih edilen bir yöntemdir. Bunun yanısıra özdeğer tabanlı algılamayöntemleri genellikle gürültü belirsizliği faktöründen en az etkilenen yöntemlerdir. Özdeğer tabanlı algılama yöntemlerinde algılamaperformansı, test istatistiğinin doğru hesaplanmasına ve eşik değerine bağlıdır. Bu çalışmada genelleştirilmiş en çok olabilirlik tabanlıalgılama(Generalized Likelihood Ratio Detection- GLRD) yöntemlerinde farklı eşik değerlerinin performans değerlendirilmesiamaçlanmıştır. Eşik değeri hesaplanırken, Wishart matrisleri için farklı olasılık dağılım fonksiyonları kullanılarak yanlış algılamaolasılığı $(P_{fa})$ ve eşik değeri teorik olarak verilmiştir. Benzetim çalışmaları, MIMO-OFDM sistemleri için gürültü belirsizliği altındagerçekleştirilmiştir. Ayrıca benzetim çalışması sonuçlarında en yaygın spektrum algılama yöntemlerinden olan enerji algılamaya dayer verilmektedir. Yapılan benzetim çalışmaları farklı gürültü seviyeleri için verilmektedir. Alınan sonuçlara göre iyileştirilmiş GLRDyönteminin başarılı sonuçlar verdiği gözlenmiştir.

Multiple Antenna Spectrum Sensing Based on GLR Detector in Cognitive Radios

As it is known, eigenvalue-based spectrum detection methods are very preferred method for multi-antenna Cognitive Radio systems since they do not require any prior knowledge of the signal to be detected. In addition, eigenvalue based detection methods are generally the least affected by the noise uncertainty factor. In eigenvalue-based detection methods, detection performance depends on the correct calculation of the test statistics and the threshold value. In this study, it is aimed to evaluate the performance of different threshold values in generalized Likelihood Ratio Detection (GLRD) methods. While calculating the threshold value, misperception probability $(P_{fa})$ and threshold value are given theoretically using different probability distribution functions for Wishart matrices. Simulation studies were carried out under noise uncertainty for MIMO-OFDM systems. In addition, energy detection, which is one of the most common spectrum sensing methods, is included in the results of the simulation study. Simulation studies are given for different noise levels. According to the results, it is observed that the improved GLRD method gives successful results.

___

  • Abbas T., Masoumeh Nasiri-Kenari, S. G. (2010). Multiple antenna spectrum sensing in cognitive radios. IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS, 9(2), 814–823.
  • Bandari, S. K., Vakamulla, V. M., & Drosopoulos, A. (2018). GFDM/OQAM performance analysis under Nakagami fading channels. Physical Communication, 26, 162–169. https://doi.org/10.1016/J.PHYCOM.2017.12.008
  • Çiflikli, C., & Ilgin, F. Y. (2018). Covariance Based Spectrum Sensing with Studentized Extreme Eigenvalue. Technical Gazette, 25(6), 100–106.
  • Deo, R. S. (2016a). On the Tracy-Widom approximation of studentized extreme eigenvalues of Wishart matrices. Journal of Multivariate Analysis, 147, 265–272. https://doi.org/10.1016/j.jmva.2016.01.010
  • Deo, R. S. (2016b). On the Tracy-Widom approximation of studentized extreme eigenvalues of Wishart matrices. Journal of Multivariate Analysis, 147, 265–272. https://doi.org/10.1016/j.jmva.2016.01.010
  • He, Y., Ratnarajah, T., Yousif, E. H. G., Xue, J., & Sellathurai, M. (2016). Performance analysis of multi-antenna GLRT-based spectrum sensing for cognitive radio. Signal Processing, 120, 580–593. https://doi.org/10.1016/j.sigpro.2015.10.018
  • Kortun, A., Ratnarajah, T., Sellathurai, M., Liang, Y. C., & Zeng, Y. (2014). On the eigenvalue-based spectrum sensing and secondary user throughput. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 63(3), 1480–1486. https://doi.org/10.1109/TVT.2013.2282344
  • Kortun, A., Sellathurai, M., Ratnarajah, T., & Zhong, C. (2012). Distribution of the ratio of the largest eigenvalue to the trace of complex wishart matrices. IEEE Transactions on Signal Processing, 60(10), 5527–5532. https://doi.org/10.1109/TSP.2012.2205922
  • Lavanya, S., & Bhagyaveni, M. A. (2019). EVM based rate maximized relay selection for cooperative cognitive radio networks. AEU - International Journal of Electronics and Communications, 104, 86–90. https://doi.org/10.1016/j.aeue.2018.12.018
  • Liu, Z., Wang, Y. (2017). A note on spiked Wishart matrices. Statistics and Probability Letters, 127, 1–6. https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004
  • Maaref, A., & Aïssa, S. (2007). Eigenvalue distributions of wishart-type random matrices with application to the performance analysis of MIMO MRC systems. IEEE Transactions on Wireless Communications, 6(7), 2678–2689. https://doi.org/10.1109/TWC.2007.05990
  • QI, Y., PENG, T., WANG, W., & LUO, S. (2009). Cyclostationary signature design for common control channel of cognitive radio. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications, 16(2), 42–46. https://doi.org/10.1016/S1005- 8885(08)60202-2
  • S, A. P., & Jayasheela, M. (2012). Cyclostationary feature detection in cognitive radio using different modulation schemes. International Journal of Computer Applications, 47(21), 975–8887. https://doi.org/10.7763/IJFCC.2013.V2.249
  • Verma, P., & Singh, B. (2016). Overcoming sensing failure problem in double threshold based cooperative spectrum sensing. Optik, 127(10), 4200–4204. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2016.01.108
  • Wei, L., Tirkkonen, O., & McKay, M. R. (1993). Exact demmel condition number distribution of complex wishart matrices via the mellin transform. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 29(3), 834–840. https://doi.org/10.1109/7.220934
  • Zeng, Y., & Liang, Y. C. (2009). Spectrum-sensing algorithms for cognitive radio based on statistical covariances. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 58(4), 1804–1815. https://doi.org/10.1109/TVT.2008.2005267
Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Osman Sağdıç
Sayıdaki Diğer Makaleler

Damar İçi Stentlerde Malzeme Seçiminin ve Tasarımının Restenoz ve Diğer Stent Kaynaklı Problemlere Etkileri, Stentlerin Ekonomideki Yeri (Bir Genel Derleme)

Gülşen AKDOĞAN, Ömer Burak İSTANBULLU

Yüksek Güç Transformatörlerindeki Kısmi Deşarj Tespitinde Diyafram Tabanlı Fabry-Perot İnterferometrik Basınç Sensörlerinin Performans İyileştirilmesi için Diyafram Analizi

Timuçin Emre TABARU, Şekip Esat HAYBER

Mekânsal Bulanık Karar Destek Sisteminin Geliştirilmesi

Burcu ORALHAN, Bülent BOSTANCI, Mithat ZEYDAN, Defne EROĞLU, Ulaş AYDINER

Obsesif Kompulsif Bozukluğu Olan Bireylerin Sosyodemografik Faktörlerinin Araştırılması

Şaban KARAYAĞIZ

Rekombinant ve Yabanıl Bakteriler ile Kromun Biyoremediasyonu

Şeyma AKKURT, Merve OĞUZ

Hough Transform Görüntü İşleme Yöntemiyle Ekim Makineleri için Tohum Sayma Uygulaması

Ahmet ÇELİK, Emre TEKİN

5G Ağları için Alttaş Malzemesi ve Deltoid Şekilli Yuvaların Yama Antenler Üzerindeki Etkilerinin 37 GHz ve 39 GHz’de Karşılaştırmalı Analizi

Şekip Esat HAYBER, Barış Gürcan HAKANOĞLU, Burak KOÇ, Hüsnü YALDUZ, Mustafa TÜRKMEN

Uçak Kanadının Entegre Güçlendirilmiş Panel Yapıları Kullanılarak Yapısal Tasarımı

Ömer KELEŞ, Kazım TEKKANAT

A Conceptual Framework for Adaptive Storage Location Assignment Considering Order Characteristics

Polina GÖRME, Tamas BODİS, Janos BOTZHEİM

Dünyada ve Türkiye’de Blok Zinciri Teknolojisi: Finans Sektörü, Dış Ticaret ve Vergisel Düzenlemeler Üzerine Genel Bir Değerlendirme

Sevgi SÜMERLİ SARIGÜL, Betül ALTAY TOPCU