PSD Tekniği Kullanımının OFDMA Tabanlı Bilişsel Telsiz Ağlarda Boşluk Algılamadaki Uygunluğu

1. PSD Tekniği Kullanımının OFDMA Tabanlı Bilişsel Telsiz Ağlarda Boşluk Algılamadaki Uygunluğu Aslı Birol1, Sultan Aldırmaz1, İbrahim Demirdöğen2, Hüseyin Arslan2, Lütfiye Durak1 1Yıldız Teknik Üniversitesi 2University of South Florida

2. İçerik • Bilişsel Telsiz Ağlar • CognitiveRadio (CR) • OFDM(A) • Sistem Modeli • Benzetim Sonuçları • Sonuçlar

3. Bilişsel Telsiz Ağlar • Joseph Mitola,1999 • Alma ya da gönderme parametrelerini ortam faktörlerine bağlı düzenleyerek iletişimi daha uygun hale getirebilen kablosuz sistem • spektrumun verimli kullanılması • lisanslı (birincil) kullanıcıya ait olan bantlardan lisanssız (ikincil) kullanıcıların da yararlanmasını sağlamak

4. Bilişsel Telsiz Ağlar • Spektrum Algılama • fırsatçı erişim • lisanssız kullanıcı boş bandı lisanslı kullanıcı tekrar sisteme girene kadar kullanabilir. • lisanslı kullanıcılara girişim oluşturulmamalı • Spektrum Yönetme • en iyi spektrumu belirleme ,QoS • Spektrum Taşınabilirlik • Kullanıcı tarafından fark edilmemeli, iletişim protokolleri uyumlu olmalı • Spektrum Paylaşım • Kullanılabilir spektrumun kullanıcılara paylaştırılması

5. OFDM / OFDMA • OFDM • frekans seçici kanallara karşı dayanıklı, bilginin frekans bölgesinde dar-bantlı alt taşıyıcılar ile iletildiği çok taşıyıcılı bir modülasyon tekniğidir. • OFDMA • Çok kullanıcılı OFDM • 802.11 a/g, 802.16 a-d, LTE downlink • frekans seçici sönümlemeye ve dar-bant girişime (interferans) karşı dayanıklıdır. • Alt taşıyıcılar arasındaki dikliği tehdit eden frekans ofsetine karşı hassastır. • İlk CR standardı olan IEEE 802.22 Kablosuz Bölgesel Alan Ağı, OFDMA teknolojisini kullanmaktadır.

6. Dağınık kullanım Blok-tabanlı kullanım OFDMA Alt taşıyıclar Alt Taşıyıcılar alt taşıyıcıların kullanımı

7. Sistem Modeli Lisanslı kullanıcıya ait bir OFDMA çerçevesindeki alt taşıyıcıların blok tabanlı ya da dağınık olarak kullanımı ikincil kullanıcıyı nasıl etkiler?

8. İşaret PSD Eşik Değeri Spektrum Gözleme Tekniği Taşıyıcı fırsat olarak kullanılabilir mi? • ikincil kullanıcı spektrumdaki boşlukları bulmak amacıyla PSD tekniğini kullanmaktadır. • Enerji algılama • her bir alt taşıyıcının enerjisi eşik değer ile karşılaştırılır.

9. Benzetim Parametreleri • Alt taşıyıcı kullanım modeli • Toplam N tane alt taşıyıcı • Alt taşıyıcıların kullanım oranı %50 • Parametreler

10. L=4 ve L=32 için PSD SNR=20 dB

11. Doğru ve Hatalı Algılama • Hatalı algılama (false alarm, FA) • spektrumda boşluk olmadığı halde ikincil kullanıcının boşluk algılaması • Doğru algılama (truedetection, TD) • algılanan boşlukların gerçekten var olduğu zaman yapılan algılama • TD ve FA oranı enerji detektörünün eşik seçimine bağlıdır. • FA oranını minimize edecek şekilde eşik değeri seçilmelidir. • Yapılan benzetimlerde üç farklı eşik değeri için kullanılmıştır. • Ortalama güç M olmak üzere, eşik değerleri sırasıyla • Th1=M-10 dB • Th2=M-5 dB • Th3=M dB

12. Benzetim Sonuçları

13. Sonuçlar CR sisteminde spektrumdaki boşlukların doğru olarak algılanması oldukça önemlidir. PSD tekniğinin spektrumdaki boşlukları algılamak için kolay bir yöntem olmakla beraber tüm boşlukların algılanmasında yeterli olmadığı gösterilmiştir. Birincil kullanıcı alt taşıyıcılarını blok yapıda kullandığında ikincil kullanıcının algıladığı boşluk sayısı arttığı buna karşılık alt taşıyıcıların dağınık yapıda kullanımında algılanan boşluk sayısının azaldığı gözlenmiştir. Algılama başarımının arttırılması için sadece işaretin gücüne bakmak yeterli değildir. CR sisteminde OFDMA tabanlı yapılarda, spektrumdaki boşlukların algılanması için yeni teknikler gerekmektedir.

14. Teşekkürler…