Performance Analysis of an Energy Detection Based Cooperative Spectrum Sensing with a Single Threshold in the Presence of Noise Uncertainty

An energy detection based spectrum sensing has been found to be vulnerable to the noise power uncertainty. A cooperative spectrum sensing with an energy detector has appeared as one of the solutions to alleviate this difficulty. However, its performance analysis in a fading environment has not been reported yet in the literature. Motivated by this, this paper presents the performance analysis of the scheme by extending our previous work on evaluating the performance of an energy detector in the presence of noise power uncertainty. The analysis shows that the false alarm probability and detection probability gets higher as the sensing time and/or the number of the secondary users in the OR based cooperative spectrum sensing scheme increase when the noise power uncertainty exists.

잡음 전력의 불확실성이 존재하는 환경에서 단일 임계값을 사용하는 에너지 검파 기반 협력 스펙트럼 감지의 성능 분석

에너지 검파 기반 스펙트럼 감지 방식은 잡음 전력에 대한 불확실성에 취약한 것으로 알려져 있다. 이러한 문제점을 해결하기 방안 중의 하나로 협력 스펙트럼 감지 기술을 함께 사용하는 방안이 제안된 바 있다. 그러나 아직까지 페이딩 채널 환경에서 이 방식에 대한 성능 분석이 발표된 바가 없다. 본 논문에서는 에너지 검파 기반 스펙트럼 감지 방식에 대한 이전 연구 결과를 토대로 에너지 검파 기반 협력 스펙트럼 감지 방식에 대한 수학적 분석 결과를 제시하고자 한다. 분석 결과에 따르면 잡음 전력에 대한 불확실성이 존재할 때는 스펙트럼 감지 시간이 늘어나거나 OR 융합 방식의 협력 스펙트럼 감지에 참여하는 2차 사용자가 많아질수록 오경보 확률과 검파 확률이 높아진다는 것을 확인할 수 있었다.