Abstract
Energy detection based spectrum sensing compares the energy of a received signal from a primary user with a detection threshold and decides whether it is active or not in the frequency band of interest. Here the detection threshold depends on not only a target false alarm probability but also the level of the noise energy in the band. So, if the noise energy changes, the detection threshold must be adjusted accordingly to maintain the given false alarm probability. Most previous works on energy detection for spectrum sensing are based on the assumption that noise energy is known a priori. In this paper, we present a new energy detection scheme updating its detection threshold under the assumption that the noise is white, and analyze its detection performance. Analytic results show that the proposed scheme can maintain a target false alarm rate without regard to the noise energy level and its spectrum sensing performance gets better as the time bandwidth product of the signal used to estimate the noise energy increases.
에너지 검파 형태의 스펙트럼 감지는 수신 신호의 에너지를 검파 임계값과 비교하여 1차 사용자(primary user)의 활동 여부를 탐지한다. 그런데 이때 임계값은 달성하고자 하는 오류 경보 확률 및 잡음의 에너지 수준과 밀접한 관련을 갖는다. 따라서 만약 잡음의 에너지 수준이 변한다면 임계값도 조정되어야 한다. 현재까지 발표된 에너지 검파에 대한 연구들은 대부분 잡음의 에너지 수준을 이미 알고 있다는 것을 전제로 한 것이었다. 본 논문에서는 잡음의 백색성을 전제로 하여 임계값을 조절하는 방안을 제안하고, 그에 따른 검파 성능 분석 결과를 제시하고자 한다. 분석 결과, 제안한 방식은 잡음 에너지 수준과는 상관없이 일정한 오류 경보 확률을 달성할 수 있으며, 잡음 에너지를 추정하는데 사용되는 신호의 대역폭과 에너지 측정 기간의 곱이 커질수록 스펙트럼 감지 성능이 향상됨을 확인할 수 있었다.