Cooperative Spectrum Sensing for Cognitive Radio Technology Considering Heterogeneous Primary User

In cognitive radio technology, the overall capacity of communications systems can be improved without allocating additional bands by allowing secondary system to utilize the band when a primary system who has right to use the band does not utilize it. Therefore, spectrum sensing to determine the existence of primary system is utmost important in the cognitive radio technology. In this work, we consider a novel cooperative spectrum sensing in cognitive cellular systems. Especially, we consider the case in which heterogeneous primary systems coexist, i.e., heterogenous transmission power and sensing requirement of primary system, such that only portion of users in cognitive cellular systems are able to detect the primary system. In this case, we propose new cooperative spectrum sensing with multiple sensing stages to properly detect the existence of primary systems in this kind of situations. Moreover, we analyze the performance of conventional cooperative spectrum sensing schemes such as OR-rule, AND-rule and MAJORITY-rule under the existence of heterogeneous primary systems. Finally, we investigate the performance of the proposed scheme through computer based simulations and show that the existence of primary systems can be determined accurately by using our proposed scheme.

이종 일차 시스템을 고려한 인지 라디오 기술에서의 협력 대역 센싱 방안

인지 라디오 기술에서는 통신 대역의 우선권을 가지고 있는 일차 시스템이 대역을 사용하지 않을 때 이차 시스템이 기회 적으로 대역을 활용하게 함으로써 추가적 주파수 할 당 없이 전체 통신 시스템의 수율을 향상시킨다. 따라서 인지 라디오 기술에서는 일차 시스템의 대역 사용 여부를 판단하는 기술인 대역 센싱이 매우 중요하다. 본 연구에서는 인지 라디오 기술을 사용하는 셀룰러 시스템에서 이종 일차 시스템이 공존하는 환경에서의 협력 대역 센싱에 대해서 다루었다. 특히 일차 시스템이 다양한 전송 파워 및 센싱 요구 조건을 가지고 있어서 이차 시스템의 일부 단말들만 일차 시스템의 존재를 인지 할 수 있을 경우를 고려한 다중 스테이지 센싱 기반 협력 센싱 기술을 제안하였다. 또한 기존에 제안된 OR-rule, AND-rule, MAJORITY-rule 기반 협력 센싱 방안들의 성능을 이종 일차 시스템 환경에서 분석하였다. 시뮬레이션을 통해 제안 방안이 기존 방안들에 비해 높은 정확도로 일차 시스템 존재 여부를 판단할 수 있음을 확인하였다.