Primena distribuiranih prostorno-vremenskih kodova u kooperativnim kognitivnim radio mrežama sa Rejlijevim fedingom

Transcription

1 INFOTEH-JAHORINA Vol., March 0. Prmena dstrburanh prostorno-vremenskh kodova u kooperatvnm kogntvnm rado mrežama sa Rejljevm edngom Mlena M. Stojnć, Predrag N. Ivanš Katedra za Telekomunkacje Elektrotehnčk akultet Beograd, Srbja mlena.stojnc@gmal.com, predrag.vans@et.rs Sadržaj U ovom radu analzran su kooperatvn kogntvn rado sstem u kojma su prmenjen dstrburan prostornovremensk kodov u clju postzanja kooperatvnog dverstja. Najpre su razmatrane perormanse kooperatvnh kogntvnh sstema načn na koj razlčt parametr utču na njh. Zatm je posmatrana prmena dstrburanh prostorno-vremenskh blok kodova u kombnacj sa TDMA protokolom, kao načn postzanja robusne tehnke osluškvanja spektra. Izveden su osnovn parametr koj karakteršu pomenutu tehnku u slučaju razlčth pojačanja propagaconh putanja reportng kanala dat odgovarajuć numerčk smulacon rezultat. Ključne reč - dstrburan prostorno-vremensk kodov; kogntvn rado; kooperatvne mreže; Rejljev edng, TDMA protokol. I. UVOD Dobro je poznato da razvoj bežčnh komunkaconh mreža zahteva sve veće protoke podataka, kao bolj kvaltet servsa, a samm tm sve vše vše resursa rado spektra. U stražvanju koje je u novembru 00. godne objavla Federalna komsja za komunkacje (Federal Communcatons Comson FCC) saopšteno je da је elektromagnetn spektar u velkoj mer neskoršćen, kako u vremenskom, tako u geograskom pogledu, []. Nedovoljna skoršćenost elektromagnetnog spektra dovod do pojave rupa u spektru koje su densane kao rekvencjsk opsez dodeljen prmarnm korsncma (Prmary User PU), pr čemu h on u određenom vremenskom perodu geograskoj lokacj ne korste, []. Međutm, skoršćenost spektra se može značajno poboljšat ako se sekundarnm korsncma (Secondary User SU) omoguć da prstupe tzv. rupama u spektru koje nsu zauzete od strane prmarnog korsnka na određenoj lokacj u određenom vremenskom ntervalu, [3]. Tehnologja koja ovo omogućava nazva se Kogntvn rado (Cogntve Rado CR). Kogntvn rado predstavlja ntelgentn bežčn komunkacon sstem, pr čemu je pomoću osluškvanja adaptacje okolnoj sredn, svak CR sposoban da popun prazan prostor u spektru, a da u sto vreme ne ometa prmarnog, odnosno lcencranog korsnka, [4]. Da b prethodno blo spunjeno, jasno je da CR mora neprekdno da osluškuje spektar koj korst u clju pravovremene detekcje ponovne aktvnost prmarnog korsnka, zbog blagovremenog napuštanja zauzetog opsega. Detekcja aktvnost prmarnog korsnka jeste veoma složen zadatak, buduć da prmarn korsnc emtuju sgnale razlčth karakterstka (korste razlčte modulacone postupke, protoke podataka predajne snage) u promenljvom propagaconom okruženju mogućem delovanju ntererencje sekundarnh korsnka u sstemu. Još jedan veoma btan zazov za CR tehnologju jeste problem skrvenog termnala, koj se javlja kada je CR zaklonjen, pa samm tm nje u mogućnost da detektuje aktvnost lcencranog korsnka. Problem skrvenog termnala može bt u velkoj mer prevazđen kooperacjom vše kogntvnh korsnka tokom procesa osluškvanja spektra, [5]. Osnovna deja pomenutog kooperatvnog prstupa se zasnva na čnjenc da vše CR-ova prma obrađuje normacju dobjenu od zvoršnog korsnka rezultate takve obrade šalje zajednčkom kontroleru (Common User), koj dalje na osnovu dobjenh normacja vrš odlučvanje da l je lcencran korsnk prsutan u spektru l ne. Iz svega navedenog, jasno je da kooperatvn prstup ma potencjala da omoguć značajno povećanje kapacteta u bežčnm mrežama, kao realzacju novog oblka prostornog dverstja, koj će pomoć pr smanjvanju posledca dubokog ednga, [6]. U ovom radu će bt određene perormanse kogntvnog rado sstema sa kooperacjom korsnka, kada se posmatraju kanal za prenos u kojma deluje Rejljev edng sa razlčtm snagama pojednh putanja. Dalje, bće posmatran robusn kooperatvn sstem kod koga se korste dstrburan prostornovremensk kodov u kombnacj sa Tme-Dvson Multple- Access (TDMA) prstupom. II. MODEL SISTEMA U ovom delu rada će bt opsan model kanala koršćen pr svm daljm razmatranjma. Zatm će bt dato detaljno objašnjenje posmatranog kooperatvnog prstupa u kogntvnm rado sstemma objašnjen osnovn parametr neophodn za njegovu karakterzacju. A. Model kanala Podrazumeva se da u svm kanalma za prenos deluje Rejljev edng. Dalje, smatra se da su kanal pomoću kojh komuncraju razlčt kogntvn korsnc međusobno

2 nezavsn. Posmatra se sstem u kome postoj jedan centar u kome se donose konačne odluke (zajednčk kontroler), koj ma mogućnost da prma šalje normacje sa kojm sv kogntvn korsnc komuncraju. B. Kooperatvn prstup Osnovn zahtev arhtekture kogntvne rado tehnologje jeste detekcja prsutnost prmarnog korsnka u sstemu na najbrž moguć načn. Iz tog razloga kogntvn korsnc neprestano osluškuju rado spektar. Osluškvanje spektra se u lteratur nazva spectrum sensng. Postoj nekolko spectrum sensng tehnka, al će u ovom radu bt koršćena tehnka detekcje energje, jer je pomenut metod optmalan ukolko je sgnal prmarnog korsnka opsan prozvoljnom promenljvom poznate snage. Dalje, smatra se da u mrež postoj K kogntvnh korsnka, označenh sa CR, CR,..., CR K. Kada prmarn korsnk počne sa koršćenjem spektra, kogntvn korsnc prmaju njegov sgnal već pomenutom metodom detekcje energje donose bnarnu odluku o prsutnost lcencranog korsnka u spektru. Opsan metod se nazva tvrdo odlučvanje, jer svak CR donos svoju odluku šalje je u oblku bnarnog sgnala centralnom kontroleru. Tada centraln kontroler zvrš uzju dobjenh bnarnh odluka, na osnovu kojh po određenom prncpu donos svoju konačnu odluku o zauzetost opsega od strane prmarnog korsnka. Postoj vše načna na koje se ta odluka može donet, al se pokazalo da je najprecznja prmena OR logke, pr čemu se smatra da je PU prsutan ukolko je makar jedan CR doneo takvu odluku, [4]. Na osnovu prethodnog, jasno je da kooperatvn spectrum sensng može značajno poboljšat verovatnoću detekcje prmarnog korsnka u kanalu s edngom. Na Sl. dat je prmer kooperatvnog prstupa u kogntvnm rado mrežama. Lokaln spectrum sensng problem se zasnva na donošenju odluke zmeđu dve hpoteze: n ( t), H0 y () t =, () hxt () + n(), t H pr čemu je sa y (t) označen posmatran sgnal na -tom CR-u, sa x(t) sgnal prmarnog korsnka, a sa h kompleksn dobtak sensng kanala zmeđu PU -tog CR-a. Pretpostavljeno je da je sensng kanal vremensk nvarjantan tokom procesa osluškvanja. Dalje, sa H 0 je označena hpoteza da prmarn korsnk nje prsutan u kanalu, dok je sa H označena hpoteza da prmarn korsnk emtuje sgnal. Metoda detekcje energje se zvod merenjem energje prmljenog sgnala y (t) u ksnom propusnom opsegu W u određenom posmatranom vremenskom ntervalu T. Dokazano je da energja sakupljena prethodno opsanom metodom u rekvencjskom domenu, E, ma sledeću raspodelu, [7]: χu, H0 E ~, () χu( γ), H gde χ u označava centralnu h-kvadrat raspodelu sa u stepen slobode, dok χ ( ) u γ predstavlja necentralnu h-kvadrat raspodelu sa u stepen slobode parametrom necentralnost γ. Sa γ je označen trenutn odnos sgnal-šum (Sgnal-to- Nose Rato SNR) prmljenog sgnala na -tom CR-u, dok je u=tw. Dalje, poređenjem energje E sa određenm pragom ξ donos se odluka da l je PU prsutan u spektru. Na osnovu svega prethodnog, jasno je da je verovatnoća lažnog alarma - tog CR korsnka data relacjom P = Pr{ E > ξ H0}, dok je verovatnoća detekcje Pd = Pr{ E > ξ H}. Poznato je da verovatnoća lažnog alarma ne zavs od trenutnog odnosa sgnal-šum može se predstavt jednačnom [7, jed. (4)] ξ P =Γ u, / Γ( u), (3) pr čemu je sa Γ(a,x) označena nekompletna gama unkcja a t data zrazom Γ ( ax, ) = t e dt, a sa Γ(a) gama unkcja. x Srednja vrednost verovatnoće detekcje u Rejljevom kanalu na -tom CR-u data je relacjom, [7, jed. (9)] Slka. Kooperatvn prstup u kogntvnm rado mrežama. C. Analza perormans Neka se posmatra mreža sa K CR-ova jednm zajednčkm kontrolerom, kao što je to prkazano na Sl.. Pretpostavlja se da svak CR vrš spectrum sensng nezavsno jedan od drugog po metodu detekcje energje. ξ p u u ξ + γ d = e p 0 p! + = γ ξ ξ u ( + γ ) e e p= 0 P, (4) p ξγ p! ( + γ ) pr čemu je sa γ označena srednja vrednost odnosa sgnal-šum u kanalu, a srednja vrednost verovatnoće pogrešne detekcje na -tom CR-u dobja se na osnovu P = P. (5) m d

3 U nastavku ovog dela rada će bt date relacje za zračunavanje verovatnoće detekcje, verovatnoće pogrešne detekcje verovatnoće lažnog alarma na stran centralnog kontrolera. Koršćena je tehnka uzje odluka pojednh CRova, odnosno tehnka tvrdog odlučvanja. Neka je sa D { 0,} označena lokalna odluka -tog CR-a o prsustvu prmarnog korsnka u spektru (ukolko je D =0, CR je doneo odluku da PU nje prsutan u spektru, dok je za D = odluka poztvna). Na stran centralnog kontrolera se vrš uzja svh odluka pojednačnh CR-ova na osnovu OR pravla donos odluka, kao što je prkazano relacjom, Z = H K D. (6) = ostalo, H0 Dalje, u praks dolaz do pojave ednga eekta senke u reportng kanalma, odnosno kanalma zmeđu CR-ova zajednčkog kontrolera, (Sl. ). Na osnovu prethodnog, jasno je da će perormanse kooperatvnog spectrum sensng-a bt degradrane mperektnm reportng kanalom. Ukolko se sada sa Pe označ verovatnoća greške u reportng kanalu, na osnovu relacja (5)-(8), dobjaju se zraz [4, jed. () ()] ( )( ) K = e + e = K ( ) ( ) Qm = Pm Pe + Pm Pe = Q P P P P, (7), (8) Q d = Q, (9) pr čemu su sa Q, Q m Q d, redom označen verovatnoća lažnog alarma, verovatnoća pogrešne detekcje verovatnoća spravne detekcje. III. PRIMENA PROSTORNO-VREMENSKIH BLOK KODOVA U KOOPERATIVNIM KOGNITIVNIM RADIO MREŽAMA U prethodnom delu rada jasno je pokazano da se koršćenjem vše kogntvnh korsnka može poboljšat verovatnoća detekcje prmarnog korsnka, al jasno je da pomenute perormanse mogu bt ogrančene realnm uslovma propagacje sgnala u okruženju. Da b se ublažle degradacje perormans u lteratur je predloženo vše robusnh spectrum sensng tehnka od kojh će se u ovom radu posmatrat tehnka skoršćenja kooperatvnog dverstja. A. Kooperatvn dverst Prvo, neka se posmatra sstem gde svak od K CR-ova treba da pošalje svoju bnarnu odluku zajednčkom kontroleru (BPSK sgnalzranje). Pretpostavljeno je da svh K odluka stže do centralnog kontrolera prema (TDMA) protokolu, tako da centraln kontroler ma mogućnost da sakup svh K odluka bez njhove međusobne ntererencje. Zatm, zajednčk kontroler vrš dekodovanje tvrdo odlučvanje za svak od K bnarnh smbola posebno, a dalje donos odluku o prsustvu lcencranog korsnka na osnovu OR logke, kao što je to već objašnjeno u poglavlju II ovog rada. Jasno je da su perormanse prjema vše CR sgnala koršćenjem TDMA protokola dentčne perormansama prjema jednog CR sgnala. Verovatnoća greške po btu (Bt Error Rate SER) u kanalu u m kome deluje Rejljev edng, a kada se korst BPSK modulacja, data je relacjom, [8]: TDMA BER = ( μ ), (0) gde je μ = η /( + η), dok je sa η označena srednja vrednost odnosa sgnal-šum u reportng kanalu. Nedavno je pokazano da všeantensk (Multple Input Multple Output MIMO) sstem omogućavaju povećanje spektralne ekasnost, al dobtak prostornog dverstja koj ublažava štetne eekte delovanja ednga u kanalu. Pokazano je da prostorno-vremensk kodov predstavljaju veoma moćnu tehnku kojom se značajno mogu poboljšat perormanse rado sstema u kome deluje edng. Zbog ogrančenh dmenzja termnala, mplementacja všeantenskh nzova na CR-ovma u kogntvnm rado mrežama nje praktčno rešenje. Iz tog razloga, u lteratur je predloženo rešenje za postzanje prostornog dverstja bez upotrebe všeantenskh nzova na CR-ovma. Takvo rešenje se nazva kooperatvn dverst bazra se na grupsanju nekolko kogntvnh korsnka u klaster ormrajuć tako vrtueln antensk nz. U ovom radu će se posmatrat vrtueln antensk nz koga čne dva kogntvna korsnka, a bće prmenjena Alamout šema prostorno-vremenskog kodovanja, opsana u [0]. Vrtueln antensk nz ormran od kogntvnh korsnka u kooperacj se razlkuje od realnog antenskog sstema koga čn predajn antensk nz. Razlka se javlja usled čnjence da je nterkorsnčk kanal vrtuelnog antenskog nza (kanal zmeđu dva CR korsnka) kanal sa šumom u kome može delovat edng. U clju mplementacje dstrburanh prostornovremenskh kodova, dozvoljeno je da dva kogntvna korsnka razmenjuju normacje o svojoj lokalnoj odluc o postojanju aktvnost prmarnog korsnka u spektru. Razmena pomenuth normacja se može zvršt koršćenjem slčnh protokola kao u bežčnm LAN mrežama. Samo u slučaju da jedan CR korsnk spravno dekoduje lokalnu odluku drugog obrnuto, može bt prmenjeno prostorno-vremensko kodovanje, [4]. U tom slučaju CR šalje {D, D }, dok CR šalje {-D, D } centralnom kontroleru, po sledećem šablonu D D prv trenutak D D drug trenutak CR CR U slučaju da bar jedan korsnk ne dekoduje spravo lokalnu odluku drugog, CR korsnc će emtovat svoje lokalne odluke koršćenjem TDMA protokola. B. Određvanje verovatnoće greške u reportng kanalu Kako su rastojanja zmeđu pojednh CR-ova zajednčkog kontrolera u većn slučajeva razlčta, dolaz do razlčth propagaconh kašnjenja, δ, razlčth srednjh pojačanja, α, sgnala emtovanh od strane kogntvnh korsnka. Razlčte vrednost pojačanja α mogu nastat zbog postojanja neke prepreke na putu prostranja sgnala od CR do centralnog kontrolera

4 Da b se neutralsalo razlčto propagacono kašnjenje, kogntvn korsnc mogu prment neku vrstu tmng-advance (TA) protokola, dok se za neutralsanje razlčth srednjh vrednost pojačanja putanja može korstt lnk-adaptaton (LA) protokol, []. U ovom radu će bt posmatrana sledeća dva slučaja: () CR-ov prmenjuju perektn TA LA što mplcra δ = δ = 0 α = α = ; () CR-ov prmenjuju perektn TA al ne perektn LA što ma za posledcu δ = δ = 0 α =, α, pr čemu je zvršena normalzacja tako da za prvu putanju važ δ = 0 α =. U slučaju da u kanalu deluje Rejljev edng a pojačanja putanja od kogntvnh korsnka do zajednčkog kontrolera nsu sta, verovatnoća greške po btu za dstrburanu Alamout šemu data je zrazom [, jed. (3)] Na Sl. dat su analtčk rezultat zavsnost verovatnoće pogrešne detekcje od verovatnoće lažnog alarma, za razlčt broj kogntvnh korsnka u sstemu. Pretpostavljeno je da je vrednost parametra u koj određuje broj stepen slobode hkvadrat raspodele jednaka u=, dok srednja vrednost odnosa sgnal-šum u kanalma za prenos znos SNR=0dB. Izabrano je da verovatnoća greške u reportng kanalu znos Pe = Pe = 0.00, =,, K, K. Očgledno je da kako raste broj kogntvnh korsnka u mrež dolaz do smanjvanja verovatnoće pogrešne detekcje za stu vrednost verovatnoće lažnog alarma. Zavsnost verovatnoće pogrešne detekcje od verovatnoće lažnog alarma kada se menja srednja vrednost odnosa sgnalšum u kanalma za prenos data je na Sl. 3. Pretpostavljeno je da je parametar u=, broj kogntvnh korsnka u mrež K=, a verovatnoća greške u reportng kanalu znos Pe = Pe = 0.00, =,, K, K. STBC, mperect LA μ α( μ ) BER α =, + α α () gde je μ α =, () + /( αη ) dok se u slučaju jednakh pojačanja putanja u reportng delu sstema zraz za verovatnoću greške po btu svod na, STBC perect / η BER = +. (3) + / η + / η Ukolko se sa ε označ verovatnoća greške u međukorsnčkom kanalu, jasno je da je verovatnoća da CR spravno dekoduje sgnal odluke poslat od strane CR obrnuto (odnosno verovatnoća da se korst tehnka prostornovremenskog kodovanja), jednaka (-ε). Uzmajuć sve navedene eekte u obzr, verovatnoća greške po btu u reportng kanalu se može odredt pomoću relacje ( ε ) ( ) STBC TDMA BER ε BER ( ) BER = +, (4) pr čemu će se umesto BER STBC korstt relacja () odnosno relacja (3) u zavsnost od toga koj se slučaj od pomenuta dva slučaja posmatra. IV. NUMERIČKI REZULTATI U ovom delu rada će bt dat numerčk rezultat u clju procene perormans kogntvnh kooperatvnh rado mreža. Bće posmatran utcaj razlčth parametara na verovatnoće pogrešne detekcje verovatnoće lažnog alarma pr spectrum sensng-u. Takođe, bće dat analtčk rezultat smulacje u slučaju prmene robusnh kooperatvnh tehnka odnosno prmene dstrburanh prostorno-vremenskh kodova. Q m : Verovatnoca pogresne detekcje Q m : Verovatnoca pogresne detekcje K=, SNR=0dB K=, SNR=0dB K=5, SNR=0dB K=0, SNR=0dB Q : Verovatnoca laznog alarma Slka. Zavsnost perormans kooperatvnog spectrum sensng-a od broja kogntvnh korsnka u sstemu SNR=5dB, K= SNR=0dB, K= SNR=5dB, K= SNR=0dB, K= Q : Verovatnoca laznog alarma Slka 3. Zavsnost perormans kooperatvnog spectrum sensng-a od srednje vrednost odnosa sgnal-šum u sstemu

5 Sa Sl. 3 se može zaključt da kada se srednja vrednost SNR u kanalu povećava za stu verovatnoću lažnog alarma dolaz do smanjvanja verovatnoće pogrešne detekcje, što je logčna posledca čnjence da kanal postaje boljeg kvalteta da se u njemu ređe javljaju greške. Upoređujuć krve sa Sl. 3 sa krvama sa Sl. za ste vrednost SNR=0dB st broj kogntvnh korsnka, K=, vd se da je došlo do povećanja velčne verovatnoće lažnog alarma, za stu vrednost verovatnoće pogrešne detekcje. Prethodno je nastalo usled čnjence da su krve sa Sl. 3 dobjene za veću vrednost verovatnoće greške u reportng kanalu. Posmatrajuć Sl. Sl. 3 nameće se još jedan zaključak. Može se uočt da je vrednost verovatnoće lažnog alarma ogrančena s donje strane, kao da ta granca ne zavs od vrednost SNR, već samo od broja CRova u mrež, kao od vrednost P e. Poređenje perormans kooperatvnog spectrum sensng-a sa prmenom predajnog dverstja, pr čemu se posmatraju razlčt kvaltet nterkorsnčkog kanala dato je na Sl. 4. Posmatran je sstem sa dva kogntvna korsnka. Pretpostavljeno je da je srednja vrednost SNR u sensng reportng kanalu jednaka da znos 0dB. Takođe, smatra se da su pojačanja pojednh putanja jednaka da znose α = α =. Na Sl. 4 se može uočt da se verovatnoća pogrešne detekcje smanjuje (za stu vrednost verovatnoće lažnog alarma) ukolko se smanjuje verovatnoća greške u nterkorsnčkom kanalu. Jasno je da se donja granca lažnog alarma povećava ukolko dolaz do povećanja vrednost za P e. Na Sl. 5 prkazana je zavsnost verovatnoće greške u reportng kanalu od srednje vrednost SNR kada je prmenjena jedna od robusnh tehnka kooperatvnog dverstja, odnosno kada se korste prostorno-vremensk kodov u kombnacj sa TDMA protokolom, na načn kako je to opsano u poglavlju III ovog rada. Dat su rezultat za razlčte vrednost pojačanja u reportng kanalu, kao za razlčte vrednost verovatnoće greške u nterkorsnčkom kanalu. Analtčk rezultat dat relacjama (0)-(4), verkovan su Monte Karlo smulaconm postupkom. U postupku smulacje posmatran je prenos 0 6 bta u reportng kanalu. Koršćen modulacon postupak je BPSK. Smatra se da u reportng kanalma deluje Rejljev edng. Za vrednost parametra ε koj određuje verovatnoću greške u nterkorsnčkom kanalu uzete su vrednost 0, 0.3. Jasno je da prv slučaj odgovara prmen dstrburanh prostornovremenskh kodova (pr smulaconom postupku prmenjena je Alamut šema), dok poslednj slučaj pokazuje sključvu prmenu TDMA protokola za prstup zajednčkom kontroleru. Kada je reč o propagaconom pojačanju reportng kanala, posmatrana su dva slučaja: () pojačanje u prvom drugom reportng kanalu je jednako znos α = α = α =, () pojačanje u reportng kanalma nje jednako dato je relacjom α =, α = α = 0.0. Sa Sl. 5 se može zaključt da postoj vsok nvo poklapanja rezultata smulacje analtčkh rezultata dath odgovarajućm relacjama u poglavlju III. Jasno je da se za veće vrednost pojačanja u drugom reportng kanalu dobjaju bolje perormanse po ptanju verovatnoće greške. Može se prmett da se za α= najbolj rezultat dobjaju prmenom dstrburanh STBC, dok se za α=0.0 najbolje perormanse ostvaruju prmenom TDMA tehnke prstupa. Dalje, na Sl. 6, data je zavsnost verovatnoće pogrešne detekcje od verovatnoće lažnog alarma za razlčte vrednost verovatnoće greške u nterkorsnčkom kanalu razlčte vrednost pojačanja u kanalma zmeđu kogntvnh korsnka centralnog kontrolera. Prmećuje se da je za vsoke vrednost verovatnoće lažnog alarma, vrednost verovatnoće pogrešne detekcje prblžno jednaka za razlčte vrednost pojačanja u reportng kanalu razlčt kvaltet nterkorsnčkog kanala, dok je za nske vrednost verovatnoće lažnog alarma vrednost verovatnoće pogrešne detekcje nža za veće vrednost pojačanja u reportng kanalu. Q m : Verovatnoca pogresne detekcje 0 ε=0, STBC ε=0.05 ε=0.3 ε=, TDMA Q : Verovatnoca laznog alarma Slka 4. Zavsnost perormans kooperatvnog spectrum sensng-a od razlčth vrednost verovatnoće greške u nterkorsnčkom kanalu. Verovatnoca greske u reportng kanalu α= α=0.0 ε=0, STBC 0 4 ε=0.3 ε=, TDMA rezultat smulacje SNR(dB) Slka 5. Zavsnost verovatnoće greške u reportng kanalu od pojačanja u reportng kanalu verovatnoće greške u nterkorsnčkom kanalu

6 Q m : Verovatnoca pogresne detekcje 0 α=0.9 ε=0, STBC ε=0.05 ε=0. α=0. α= Q : Verovatnoca laznog alarma Slka 6. Zavsnost perormans kooperatvnog spectrum sensng-a od razlčth vrednost verovatnoće greške u nterkorsnčkom kanalu razlčth vrednost pojačanja propagacone putanje reportng kanala. V. ZAKLJUČAK U ovom radu je data detaljna analza perormans kooperatvnh kogntvnh rado sstema. Prkazana je zavsnost pomenuth perormans od razlčth relevantnh parametara, kao što su broj kogntvnh korsnka u mrež, srednja vrednost odnosa sgnal-šum verovatnoća greške u reportng kanalu. Opsana je prmena dstrburanh prostorno-vremenskh kodova u kombnacj sa TDMA protokolom, kao jedan od načna za postzanje robusne tehnke kooperatvnog spectrum sensng-a. Dalje, pomenuta tehnka je posmatrana u slučaju razlčtog propagaconog pojačanja u reportng kanalma, kao u slučaju razlčtog kvalteta nterkorsnčkog kanala. Izvedene su osnovne relacje zavsnost perormans pomenute tehnke od navedenh parametara. Na kraju, dat su odgovarajuć numerčk rezultat čja je valdnost proverena adekvatnm Monte Karlo smulaconm postupkom. LITERATURA [] FCC, Spectrum Polcy Task Force, Rep. ET Docket 0-35, Nov. 00. [] P. Kolodzy et al., Next generaton communcatons: Kcko meetng, n Proc. DARPA, Oct. 7, 00. [3] S. Haykn, Cogntve rado: bran-empowered wreless communcatons, IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 3, no., pp. 0 0, Feb [4] K. B. Letae and W. Zhang, Cooperatve Communcatons or Cogntve Rado Networks, Proceedngs o the IEEE, vol. 97, no. 5, pp , May 009. [5] D. Cabrc, S. M. Mshra, and R. W. Brodersen, Implementaton ssues n spectrum sensng or cogntve rados, n Proc. Aslomar Con. Sgnals, Syst., Comput., vol., pp , Nov. 7 0, 004. [6] G. Ganesan and Y. L, Cooperatve spectrum sensng n cogntve rado, part I: two user networks, IEEE Trans. Wreless Commun., vol. 6, no. 6, pp. 04 3, June 007. [7] F. F. Dgham, M. S. Aloun, and M. K. Smon, On the energy detecton o unknown sgnals over adng channels, IEEE Trans. Commun., vol. 55, pp. 4, Jan [8] J. G. Proaks, Dgtal Communcatons, 4th ed. New York: McGraw- Hll, 00. [9] A. Sendonars, E. Erkp, and B. Aazhang, User cooperaton dverstyvpart I: System descrpton, IEEE Trans. Commun., vol. 5, pp , Nov [0] S. M. Alamout, A smple transmt dversty technque or wreless communcatons, IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 6, no. 8, pp , Oct [] J. Metzner and P. A. Hoeher, Dstrbuted Space-Tme Codes or Cooperatve Wreless Networks n the Presence o Derent Propagaton Delays and Path Losses, n Proc. 3 rd IEEE Sensor Array and Multchannel Sgnal Processng Workshop (SAM 004), Stges, Barcelona, Span, July 005. ABSTRACT In ths paper we analze applcaton o dstrbuted spacetme codes n cooperatve cogntve rado networks n order to acheve cooperatve dversty gan. Frstly, we evaluate perormances o cooperatve cogntve systems or derent relevant parameters. Then, we consder applcaton o STBC n combnaton wth TDMA protocol, as a robust cooperatve technque. Parameters or mentoned technque or cooperatve networks n the presence o derent path losses are derved and the relevant numercal and smulaton results are gven. ZAHVALNICA Ovaj rad je podržan od strane Mnstarstva prosvete nauke Republke Srbje kao deo projekta TR308 - Napredne tehnke za ekasno koršćenje spektra u bežčnm sstemma. APPLICATIONS OF DISTRIBUTED SPACE-TIME CODES IN COOPERATIVE COGNITIVE RADIO NETWORKS OVER RAYLEIGH FADING CHANNELS Mlena M. Stojnć, Predrag N. Ivanš