ENERJİ VERİMLİ İŞBİRLİKÇİ DTV SPEKTRUM ALGILAMA

Gelişmekte olan bilişsel radyoda spektrum algılama kalitesinin iyi olması önem arz etmektedir. Etkin spektrum algılama yöntemlerinden birisi de pilot ton algılama yöntemidir. DTV (Sayısal TV) pilot enerji algılamada, 6 MHzlik DTV kanalı için enerji toplamı yerine, sadece pilot sinyali frekans bölgesindeki genlik değerleri ile enerji toplamı hesaplanarak ciddi anlamda hesaplama tasarrufu sağlanması ile de enerji tasarrufu sağlanabilmektedir. Fakat bir alıcıda, 6 MHzlik bir DTV kanalına odaklanmak yerine sadece bir pilot sinyali ile ilgilenilmesi ile direkt pilot sinyalinin derin sönümlemeye uğraması durumunda algılamanın yapılamaması olasılığı da vardır. Bu çalışmada, yenilikçi bir yaklaşımla, işbirlikçi yapı ile Goertzel algoritmasından yararlanarak ve sadece pilot sinyali dar bandında enerji algılama yapılması durumunda, tüm işbirlikçi alıcılara gelen pilot sinyalinin derin sönümlemeye uğrama olasılığının çok düşük olduğu ve spektrum algılama kalitesi yanında toplamda enerji verimliliğinin de arttığı yapılan detaylı benzetimlerle gösterilmiştir.

ENERGY EFFICIENT COOPERATIVE DTV SPECTRUM SENSING

In emerging cognitive radio, spectrum sensing with good quality is important. Pilot tone detection method is one of the most effective spectrum sensing methods. In DTV (Digital TV) pilot detection, total energy can be calculated using only the pilot signal amplitudes in the frequency domain, instead of total energy of the 6 MHz DTV channel. Therefore, significant energy saving can be achieved. However, if the pilot signal suffers from deep fading, detection may not even be possible at all. In this study, with an innovative approach, improvement in spectrum sensing quality besides the energy efficiency is shown by detailed simulations by taking advantage of the cooperative structure and the Goertzel algorithm in the case of pilot signal narrow band energy detection and very low probability of deep fading of the pilot signal.

PDF

___

1. Mitola, I.J., ''Software Radios: Survey, Critical Evaluation and Future Directions'', IEEE Aerosp. Electron. Syst. Mag., Vol. 8, pp.25- 31,Apr.1993.
2. Laneman, J. N. and Tse, D. N. C., Cooperative diversity in wireless networks: Efficient protocols and outage behaviour, IEEE Trans. Inform.Theory, vol. 50, pp. 30623080, Dec.2004
3. Ganesan, G., and Li, Y.G., Cooperative Spectrum Sensing in Cognitive Radio Part I: Two User Networks, IEEE Trans. on Wireless Commun. Vol., pp. 2204-2213, June 2007
4. Ekşim, A., Kulaç, S. and Sazlı, M.H. Gezgin Kullanıcılar için İşbirlikçi Spektrum Algılama, IEEE 16th Signal Processing on Communications Applications 2008, SİU 2008., 19-22 Nis. 2008
5. Kulaç, S., Ekşim, A. and Sazlı, M.H. IEEE 802.22 Standardında İşbirlikçi Spektrum Algılama, IEEE 17th Signal Processing on Communications Applications 2009, SİU 2009., 9-11 Nis. 2009
6. Ekşim, A., Kulaç, S. and Sazlı, M.H. Effective Cooperative Spectrum Sensing in IEEE 802.22 Standard with Time Diversity, ACTEA 2009, 15-17 July 2009
7. Shellhammer S.J. Spectrum Sensing in IEEE 802.22, CIP2008, Santorini, Greece, 9-10 June 2008
8. Ekşim, A., Kulaç, S. and Sazlı, M.H. DTV Spectrum Sensing with Pilot Tone Filtering, URSIGASS 2011, 13-20 August 2011
9. Method for point-to-area prediction for terrestrial services in the frequency range 30 MHz to 3000 MHz, ITU-R P.1546-1, October 11, 2005
10. Shellhammer S.J., Shankar, S., Tandra, R. and Tomcik, J., Performance of Power Detector Sensors of DTV Signals in IEEE 802.22 WRANs, TAPAS06, Boston, MA, USA, 5 August 2006
11. Shellhammer, S., Twail, V., Chouinard, G. and Muterspaugh. M, Spectrum Sensing Simulation Model, IEEE 802.22-05/0028r0, Feb. 2006
12. Matsui. M., Shiba, H., Akabane, K. and Uehara,.K., A Novel Cooperative Sensing Technique for Cognitive Radio, PIMRC07, 2007
13. WRAN Channel Modelling, IEEE 802.22 05/0055r7, Aug. 2005
14. WRAN Discerete Channel B, IEEE 802.22- 07/0185r1, March 2007
15. So, H.C., Chan, Y.T., Ma, O. and Ching, P.C., Comparison of Various Periodograms for Sinusoid Detection and Frequency Estimation, IEEE Transaction on Aerospace and Electronic Systems, Vol 35, No.3, July 1999
16. Goertzel, G.,An Algorithm fort he Evaluation of Finite Trigonometric Series The American Mathematical Monthly, 1958
17. Wang, W., Gao, Z., Huang, L. and Yao,Y., Sepectrum Sensing Based on Goertzel Algorithm, WICOM08., 12-14 Oct.2008
18. Zhang, K., Yu, X. and Wan,W., A Digital Tone Decoder Based on Modified Goertzel Algorithm, ICALIP2008,7-9 July 2008
19. Zheng, K., Hushang, L., Djovadi, S.,M. and Wang, J., Spectrum Sensing in Low SNR Regime via Stochastic Resonance, CISS.2010, 17-19 March 2010
20. Kulaç, S., Ekşim, A. and Sazlı, M.H. Pilot Ton Kullanarak DTV Spektrum Algılama, IEEE 19th Signal Processing on Communications Applications 2011, SİU 2011., 20-22 Nis. 2011
21. http://bard.ece.cornell.edu/downloads/data/dtv/ha mpton328e.html