Вісники та науково-технічні збірники, журнали

Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/12

Browse

Subject: search.filters.subject.cognitive radio

Search Results

Now showing 1 - 5 of 5
  • Thumbnail Image
    Item
    Оцінка ефективності алгоритмів перемикання радіочастотних каналів для вибору спектра у когнітивних радіомережах
    (Видавництво Львівської політехніки, 2017-03-28) Климаш, М. М.; Кирик, М. І.; Янишин, В. Б.; Klymash, M.; Kyryk, M.; Yanyshyn, V.; Національний університет “Львівська політехніка”; кафедра телекомунікації; National University “Lviv Polytechnic”; Department of Telecommunications
    Розглянуто методи вибору спектра для когнітивного радіо, що дають змогу вторинним користувачам обирати кращі доступні частотні канали і перемикатися на них. Проведено аналіз і класифікацію цих методів. Запропоновано аналітичну модель системи когнітивного радіо для порівняння алгоритмів перемикання каналів за критерієм мінімізації загального часу роботи системи. Розглянуті алгоритми на основі балансування навантаження можуть розподіляти навантаження від вторинних користувачів декількома каналами, на відміну від алгоритму без балансування навантаження, за яким для передавання вибирається перший канал з найменшою ймовірністю зайнятості.
  • Thumbnail Image
    Item
    Оцінка ефективності методів спектральної мобільності у когнітивних радіомережах
    (Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2016) Кирик, М. І.; Янишин, В. Б.; Піцик, М. В.
    Розглянуто методи спектральної мобільності для когнітивного радіо, що дають змогу когнітивним користувачам перемикатися в частотні канали, які простоюють у цей момент. Проаналізовано процес передавання обслуговування спектра для проактивного і реактивного методів спектральної мобільності. Запропоновано алгоритми початку нової передачі й проактивної передачі обслуговування спектра, на основі критерію прогнозування стану каналу із використанням статистичних параметрів та зібраної статистичної інформації використання каналу. Для проведення симуляції створено аналітичну модель системи когнітивного радіо і визначено залежність пропускної спроможності та ймовірності виникнення колізії когнітивної мережі відносно завантаженості первинної мережі. In this paper considered spectrum mobility techniques for cognitive radio that based on spectrum sensing. The technology of cognitive radio allows the secondary unlicensed cognitive users to use the spectrum when it is not occupied by the primary users. Due to the randomness of the appearance of primary users, disruptions to both licensed and unlicensed communications are difficult to prevent, so may lead to a low capacity of both licensed and unlicensed communications. Whenever a primary user wants to use a channel which is occupied by a cognitive user, the cognitive user should start a proactive spectrum handoff to another channel and vacate the selected channel before the primary user utilizes it. In the proposed framework, channel switching policies and a proactive spectrum handoff protocol are proposed to let cognitive users use a channel before a primary user occupy it to avoid unwanted interference. Network coordination techniques for cognitive users are also included into the spectrum handoff protocol design to realize channel collision. Moreover, a distributed channel selection method to exclude collisions among cognitive users in a multi-user spectrum handoff scenario is proposed. The simulation model works accordingly to the next scheme. First compared the capacity of proposed proactive spectrum handoff scheme with the reactive spectrum handoff approach. In the reactive spectrum handoff approach, secondary users transmit a packet without predicting the availability of the current channel at the moment when a frame ends. Capacity is not very obvious when both SU and PU traffic are light differences between the proactive spectrum handoff scheme and the reactive spectrum handoff scheme. However, when the cognitive user and primary user packets intensity are high, the proactive spectrum handoff scheme outperforms the reactive scheme in terms of 25 % higher capacity. Next compared collision rate of proposed proactive spectrum handoff scheme with the reactive spectrum handoff approach. Proactive spectrum handoff always shows better performance than reactive spectrum handoff in terms of highest capacity and lower collision rate.
  • Thumbnail Image
    Item
    Оцінка спектральної густини потужності на основі методу періодограми Уелча для когнітивного радіо
    (Видавництво Львівської політехніки, 2015) Кирик, М. І.; Янишин, В. Б.; Колодій, Р. С.
    Розглянуто методи сканування спектра для когнітивного радіо: оригінальний метод періодограми та метод періодограми Уелча як методи для виявлення енергії сигналу первинного користувача когнітивного радіо. Проведено докладний теоретичний аналіз кожного етапу роботи детектора енергії на базі періодограми Уелча. На основі цих даних створено імітаційну модель системи виявлення енергії для оцінки спектральної густини потужності під час роботи в каналі із сумішшю адитивного білого гауссівського шуму і QPSK маніпульованого сигналу. Проведено дослідження з різними вхідними параметрами: відношення сигнал-шум, кількістю елементів ШПФ та довжиною блоків для випадків з перекриттям і без перекриття сегментів. In this paper considered spectrum sensing methods for cognitive radio that based on energy detection. The periodogram method is a DFT based method to estimate power spectral density (PSD). The name of the periodogram comes from the fact that it was first used in determining possible hidden periodicities in time series. The analysis of statistical properties of the periodogram shows its poor quality as an estimator of the PSD. The bias and variance are often used as measures to characterize the performance of an estimator. The two effects caused by the bias of the estimate are smearing and leakage. The main limitations of the periodogram method yield from the variance. The periodogram is an inconsistent spectral estimator which means that it continues to fluctuate around the true PSD with a nonzero variance. This effect cannot be eliminated even if the length of the processed sample N increases without a bound. The idea of theWelch’s periodogram is to divide the data sequence into segments in order to reduce the large fluctuations of the periodogram. In the Welch’s method these data segments are also allowed to overlap, which is a feature that distinguishes it from some other modified periodograms. The simulation model works according to the following scheme. The primary user sends quadrature phase shift keying (QPSK) symbols on a 1 MHz frequency channel with the carrier frequency of 4 MHz over a complex additive white Gaussian noise (AWGN) channel. Symbols are sent at the symbol rate of 500 ksymbols/s. First, the noise has been added to the RF input signal. Then received signal has been downconverted to baseband. The Welch’s periodogram alerts when received signal energy exceeds the detection threshold. The simulations show that Welch’s periodogram signal detection method operates well for narrowband signals. Simulations confirm that Welch’s periodogram enhances the performance of the periodogram method. The main limitations of the periodogram method yield from the variance. The periodogram is an inconsistent spectral estimator which means that it continues to fluctuate around the true PSD with a nonzero variance. This effect cannot be eliminated even if the length of the processed sample increases without a bound. Furthermore, the fact that the periodogram values are uncorrelated for large number of the processed samples makes the periodogram exhibit an erratic behavior.
  • Thumbnail Image
    Item
    Модель оцінки пропускної здатності когнітивної радіомережі на основі OFDM
    (Видавництво Львівської політехніки, 2014) Кирик, М. І.; Янишин, В. Б.; Стрихалюк, І. Б.
    У роботі запропоновано модель взаємодії когнітивної радіомережі з мережею GSM. Для когнітивної радіосистеми пропонується використовувати OFDM для покращення сканування радіочастотного спектра, формування спектра і формування огинаючої OFDM-сигналу в системі когнітивного радіо, а також визначено організацію структури даних вторинної мережі. Запропоновано математичну модель імітації мережі CR з первинною і вторинною радіокомірками та оцінки пропускної здатності системи. Модель імітує діяльність первинних користувачів системи GSM і роботу мережі CR, беручи до уваги умови радіосередовища, розташування CR користувачів та їх вимоги до якості для різних видів послуг. In this paper considered the cognitive radio (CR) networks with the GSM network like primary network cooperation possibility. The cognitive radio system meant radio with a selfmanagement mechanism with different levels of ability to adapt to the changing radio environment. The self-management mechanism is based on the principles of learning and artificial intelligence. In world practice, the frequency assigned to a particular entity in a certain area on a long term basis. However, most commonly frequency for this designated area not always used, and as necessary. In other words, many frequency bands are irregularly loaded in the space and time domains. Because of the shortage of frequency resources are limited to the cellular network to the data rate. The data rate of modern communication systems is also increasing due to the use high-level types of signal modulation, requiring more signal/noise ratio at the receiver input. Existing GSM network is almost completely satisfy the needs of users for voice services, but the data rate cannot compete with cellular networks based on UMTS and LTE technologies. Here proposed high speed data transmitting method in GSM based on the principles of cognitive radio. On the existing GSM network topology (primary/licensed network) complementary superimposed secondary/unlicensed network operating in the same frequency bands. CR system must have ability to measure, sense, learn, and be aware of important operating conditions. It should be able to find and exploit the unused parts of the spectrum at the fastest and efficient way. The popular spectrum sensing algorithms such as matched filtering, energy detection, spectral correlation (cyclostationarity), radio identification based sensing, waveform based sensing can provide awareness of CR system. Moreover, cooperation spectrum sensing can reduce the detection time and increase the agility, but also facilitate the problem of hidden terminal, shadowing or severe multipath fading. Here proposed to use OFDM for the CR system and discussed OFDM’s advantages to allow better sensing and spectrum shaping capabilities, considered OFDM-symbol formation method in CR system and determined the data structure organization. The mathematical simulation model of CR network with one primary system and one secondary cell created for accurate capacity evaluation of selected system. Model simulates GSM primary users’ activity and CR network operation scheme that taking into account the radio environment conditions, CR users location and their quality requirement for different type of services.
  • Thumbnail Image
    Item
    Technical сonfiguration of TV white space devices: a conceptual view
    (Publishing House of Lviv Polytechnic National University, 2013) Gepko, Igor
    As it is known, to eliminate interference, the frequency reuse approach is followed in digital TV (DTV) planning similar to cellular networks, avoiding the use of the same channel in two neighboring allotments. There are large areas where certain groups of TV channels are not deliberately used. They are called white spaces in TV spectrum (TVWS). Considering the great economical value of TV spectrum, it was proposed to use TVWSs for low-power wireless networking on non-interfering (secondary) basis with the licensed (primary) DTV service. At the same time, restrictions imposed on white space devices (WSDs) to protect primary users should not devaluate spectrum for secondary use. The lack of knowledge about the locations of primary receivers, as well as the unreliable estimation of the aggregate interference impact caused by the large number of secondary devices accessing the spectrum are reported to be among the key challenges for the use of TVWSs. In our view, parameters for the protection of primary system should be based on the determination of minimum separation distance, which by all means should be observed at a certain area. A required shadow margin, as well as a multi-user margin should be calculated for such a minimum safety range. To reuse spectrum efficiently, mobile/portable WSDs should support dynamic power control ability which has to play a key role in sensing and operate with the lower power??? when a TV signal is weak. Except for providing WSDs with a list of available channels, the geolocation database should contain recommended parameters for path loss calculations, as well as minimum distances which could be ensured for a certain inhabited locality. У цій статті запропоновано метод кодування для зниження рівня позасмутових випромінювань у комунікаційних системах із сигналами з багатьма носіями.