Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC (대한전자공학회논문지TC)

The Institute of Electronics and Information Engineers (대한전자공학회)
권호 표지

A Real Time Sensing Through The Eigenvalue Detection in Cognitive Radio

Cognitive Radio 환경에서 고유치 값 검출을 통한실시간 센싱 방법

  • 손성환 (인하대학교 정보통신대학원) ;
  • 장성진 (인하대학교 정보통신대학원) ;
  • 김재명 (인하대학교 정보통신대학원)
  • Published : 2010.03.25
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Cognitive Radio, which adaptively utilizes the vacant licensed spectrum band, is considered as an effective way to alleviate the scarcity of spectrum resource shortage. In order to guarantee the non-interference transmission of primary system, spectrum sensing, especially in quiet period, is proposed. However, it is insufficient to avoid the unacceptable interference caused by Cognitive Radios, because the primary user may appear anytime that is unpredictable. In this paper, we address the deficiency of conventional spectrum sensing and propose a novel Cognitive Radio receiver structure with monitoring function block to detect the appearance of primary user in a real-time manner. Simulations prove that the proposed eigenvalue based detection method together with the two-threshold decision procedure performs properly.

Cognitive Radio는 비어있는 주파수 대역을 적절하게 사용하여 주파수 자원 부족의 문제를 완화하는데 효과적인 방법이다. 우선 사용자 시스템의 간섭 없는 데이터 전송을 보장하기 위해서는 휴지기간(quite period)동안의 스펙트럼 센싱이 제안되어왔다. 그러나 CR시스템에서 우선 사용자(우선 사용자 : Primary User)는 예상치 못한 시간에 나타날 수 있기 때문에 우선 사용자에 대한 간섭을 막기에는 충분하지 못하다. 본 논문에서는 기존 스펙트럼 센싱방법의 한계에 대해 설명하고 실시간으로 우선 사용자를 검출하기 위해 이를 모니터링하는 블록을 갖는 새로운 CR 수신기를 제안한다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 2개의 문턱값으로 우선 사용자를 검출하는 고유치값 기반의 검출방법을 검증한다.

Keywords

References

  1. Federal Communication Commission, "Spectrum Policy Task Force Report", Rep. ET Docket No. 02-155, Nov. 2002.
  2. Simon Haykin, "Cognitive radio: brain-empowered wireless communications", IEEE J. Commun.Mag., vol.23, no.2, Feb 2005.
  3. D.Cabric, S.Mishra, and R. Brodersen, "Implementation issues in spectrum sensing for cognitive radios", in Proc. Asilomar Conf. On Signals, Systems and Computers, vol. 1, Nov. 2004, pp.772-776.
  4. D.Cabric, A.Tkachenko, and R. Brodersen, "Spectrum sensing measurements of pilot, energy, and collaborative detection", in Proc. IEEE Military Communications Conf., Oct. 2006, pp. 1-7.
  5. Guanbo Zheng, Ning Han, Xiaoge Huang, Sung Hwan Sohn, Jae Moung Kim "Enhanced Energy Detector for IEEE 802.22 WRAN Systems Using Maximal-to-Mean Power Ratio" to appear in Pro. of IEEE International Symposium on Wireless Communication Systems, October, 2007.
  6. Sung Hwan Sohn, Ning Han, Jae Moung Kim, Jae Wan Kim "OFDM Signal Sensing Method Based on Cyclostationary Detection" in Proc. of the 2nd International Conference on Cognitive Radio Oriented Wireless Networks and Communications, August, 2007.
  7. Ning Han , Sung Hwan Sohn, Jong Ok Joo, Jae Moung Kim "Spectrum Sensing Method for Increasing the Spectrum Efficiency in Wireless Sensor Network" Ubiquitous Computing Systems LNCS 4239, pp. 478-488, 2006.
  8. Menguc Oner, and Friedrich Jondra "On the Extraction of the Channel Allocation Information in Spectrum Pooling Systems", IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 25, No. 3, April. 2007.
  9. Tao Li, Wai Ho Mow, Vincent K. N. Lau, Manhung Siu, Roger S. Cheng, and Ross D. Murch, "Robust Joint Interference Detection and Decoding for OFDM-Based Cognitive Radio Systems With Unknown Interference" IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 25, No. 3, April. 2007.
  10. Schmidt, R., "Multiple emitter location and signal parameter estimation", Antennas and Propagation, IEEE Transactions on, Volume 34, Issue 3, Mar 1986 Page(s); 276-280 https://doi.org/10.1109/TAP.1986.1143830
  11. Jami, I., Ormondroyd, R. , "Estimation of the Scattering Radius Around a Mobile Handset Using a Sub-space Technique" EUROCOMM 2000. Information Systems for Enhanced public Safety and Security. IEEE/AFCEA 17 May 2000 Page(s):131-135
  12. 백준호, 오형주, 이종환, 황승훈 , "인지무선환경에서 스펙트럼 센싱을 위한 에너지 검출기의 성능개선: 다중안테나를 이용한 확인과정", 대한전자공학회논문지, 제45권 TC편, 제4호, 2008. 4, pp. 38-42
  13. 백준호, 황승훈, "인지 무선 시스템에서 확인 과정을 가지는 에너지 검출기의 스펙트럼 센싱 성능에 센싱 시간이 미치는 영향", 대한전자공학회논문지, 제46권 TC편, 제1호, 2009. 1, pp. 89-93