به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « cognitive radio » در نشریات گروه « برق »

تکرار جستجوی کلیدواژه «cognitive radio» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • M. Mohammadi, S. M. Hosseini Andargoli *
    We address the throughput maximization problem for downlink transmission in DF-relay-assisted cognitive radio networks (CRNs) based on simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) capability. In this envisioned network, multiple-input multiple-output (MIMO) relay and secondary user (SU) equipment are designed to handle both radio frequency (RF) signal energy harvesting and SWIPT functional tasks. Additionally, the cognitive base station (CBS) communicates with the SU only via the MIMO relay. Based on the considered network model, several combined constraints of the main problem complicate the solution. Therefore, in this paper, we apply heuristic guidelines within the convex optimization framework to handle this complexity. First, consider the problem of maximizing throughput on both sides of the relay separately. Second, each side progresses to solve the complex problem optimally by adopting strategies for solving sub-problems. Finally, these optimal solutions are synthesized by proposing a heuristic iterative power allocation algorithm that satisfies the combinatorial constraints with short convergence times. The performance of the optimal proposed algorithm (OPA) is evaluated against benchmark algorithms via numerical results on optimality, convergence time, constraints’ compliance, and imperfect channel state information (CSI) on the CBS-PU link.
    Keywords: Throughput Maximization, Cognitive Radio, DF Relay, SWIPT, MIMO}
  • مسعود مرادخانی*، فرزاد سلطانیان

    با انجام حسگری طیف همکارانه در یک شبکه رادیو شناختگر اگر چه با افزایش تعداد کاربران ثانویه گذردهی شبکه افزایش می یابد، اما در عین حال باعث افزایش مصرف انرژی نیز می گردد. این موضوع لزوم ارائه سیستمی که قادر به ایجاد موازنه بین گذردهی و انرژی مصرفی باشد را ضروری می سازد. برخلاف روش متعارف حسگری طیف مبتنی بر یک مقدار آستانه آشکارسازی، حسگری طیف با دو مقدار آستانه از گزارش داده های غیرقابل اعتماد به مرکز همجوشی جلوگیری می کند، بنابراین می تواند به طور بالقوه منجر به صرفه جویی بیشتر در انرژی مصرفی شود. در این مقاله یک شبکه رادیو شناختگر با حسگری طیف دو آستانه ای و با فرض کانال گزارش غیرایده ال بهینه سازی می گردد. مقادیر بهینه آستانه و زمان حسگری به صورت توام محاسبه می گردند تا گذردهی شبکه را حداکثر کرده مشروط بر اینکه انرژی مصرفی و میزان تداخل با کاربران اولیه محدود گردد. مساله بهینه سازی فرمول بندی شده و روشی عددی برای حل آن ارائه می گردد. نتایج شبیه سازی نشان دهنده یک سیستم انعطاف پذیر است که می تواند همزمان گذردهی بالاتر و انرژی مصرفی کمتری را نسبت به روش متعارف حسگری فراهم کند. این نتایج ضمن تایید تاب آوری بالاتر در برابر خطای کانال گزارش، صرفه جویی انرژی قابل توجهی تا سقف 70% را با تضمین کارایی گذردهی بیشتر از 1 نشان می دهد.

    کلید واژگان: حسگری طیف همکارانه, گذردهی, آشکارسازی انرژی, رادیو شناختگر, انرژی مصرفی}
    Masoud Moradkhani *, Farzad Soltanian

    By performing cooperative spectrum sensing in a cognitive radio network, although the network throughput increases with the increase in the number of secondary users, but at the same time, it also causes an increase in energy consumption. This makes it necessary to provide a system that is able to create a tradeoff between throughput and energy consumption. In contrast to the conventional method of spectrum sensing based on one detection threshold, spectrum sensing with double thresholds avoids reporting unreliable data to the fusion center, thus potentially leading to greater energy saving. In this paper, a double threshold spectrum sensing cognitive radio network with a non-ideal reporting channel is optimized. The values of the threshold and the sensing time are jointly optimized to maximize the throughput of the network, provided that the network energy consumption and the amount of interference with the primary users are limited. The optimization problem is formulated and a numerical method is presented to solve it. The simulation results show a flexible system that can simultaneously provide higher throughput and lower energy consumption than the conventional sensing method. These results, while confirming the higher tolerance against the error of the reporting channel, show a significant energy saving of up to 70% by guaranteeing the throughput efficiency greater than 1.

    Keywords: throughput, Energy Detection, energy consumption, Cognitive radio, Cooperative Spectrum Sensing}
  • S. Tidjani*, Z. Hammoudi

    This paper describes a spectrum observatory (SO) performed outdoor in two locations in Algeria and highlights the importance of the SO in the improvement of spectrum management in cognitive radio networks. These measurements were achieved in conjunction with the ANF (Agence Nationale des Fréquences), between January and February 2020. It surveys second, third, and fourth-generation mobile networks and DVB-T frequency bands. A comparative study of two measurement campaigns (in urban & rural) that were carried out via identical setup and equipment is presented. Some major short-duration measurement campaigns are cited and summarized for the state-of-the-art. Additionally, Different statistics are imputed and 3D graphics of the spectrum occupancy are plotted to highlight the spectrum opportunities in this region. This work aims to analyze the radio environment in Algeria and identify frequency bands that could be invested for the integration of new wireless systems and Cognitive Radio opportunistic networks. The evaluation of measurement results reveals low resource occupation, lower than 30.27%, for Constantine and 8.43% for Ouargla. The final part of the study inspects the effect of specific SO features upon the management strategy parameters’ selection. Via a meaningful SO, an efficient spectrum management strategy can achieve the safest users access to the idlest channels with the minimum costs and risks.

    Keywords: Cognitive Radio, Measurement Campaign, Spectrum Management, Spectrum Observatory, Spectrum Occupancy Measurements, Occupancy Statistics}
  • Javad Zeraatkar Moghaddam*, Mehrdad Ardebilipour

    In this paper, we investigate a non-orthogonal multiple access (NOMA)-based underlay multi-channel cognitive device-to-device (D2D) communications and efficiently exploit a resource management scheme for the investigated model. A two-stage solution is used in which sub-channels (SCs) and powers are jointly assigned to the D2Ds and transmitters, respectively, employing a convex optimization method to achieve the optimal parameters. We show that throughput of the D2D users can be maximized by the proposed strategy, subject to controlling total transmission power, interference power, and minimum rate requirements. We study the performance of the network by increasing the number of PUs and SCs. Moreover, minimum rate requirement and maximum allowed interference at the PUs versus sum rate of the SU transceivers is investigated. The simulation results present insights about the impact of the optimal power and SC allocations.

    Keywords: Cognitive Radio, NOMA, Device to Device Communications, Power Allocation, Sub-Channel Assignment}
  • مهدی مزیدآبادی فراهانی، جلیل مظلوم*، پیمان نایبی

    رادیو شناختی یک سیستم ارتباطی بیسیم فوق العاده پهن باند است که قابلیت استفاده بهینه از طیف فرکانسی موجود را دارد. برای تحقق چنین سیستمی نیاز به یک تقویت کننده کم نویز با پهنای باند بسیار پهن (از MHz 50 تا GHz 10) می باشد. در این کار یک تقویت کننده کم نویز کم مصرف بسیار پهن باند طراحی شده که دارای ساختار شبه تفاضلی و سلف فعال است. بکارگیری مدارهای فعال مبتنی بر فناوری  CMOSکه رفتار سلفی از خود نشان می دهند به عنوان سلف فعال، علاوه بر افزایش پهنای باند تقویت کننده و کاهش سطح تراشه، دارای بهره ذاتی بوده و به علت داشتن ضریب کیفیت بالا، قابلیت تنظیم اندوکتانس و فرکانس را نیز دارا می باشد. در این مقاله با اتصال ضربدری دو سلف فعال متشکل از توپولوژی گیت مشترک، یک تقویت کننده کم نویز فوق پهن باند برای این سیستم، طراحی شده است. این ساختار علاوه بر افزایش پهنای باند فرکانسی، به علت شرایط شبه تفاضلی، با افزایش هدایت انتقالی ترانزیستورها، علاوه بر کاهش توان مصرفی، سبب کاهش عدد نویز مدار می شود. نتایج شبیه سازی با تکنولوژی µmCMOS18/0 نشان می دهد که در گستره فرکانسی از MHz50 تا GHz10، این ساختار دارای تطبیق ورودی در کل طیف فرکانسی، و بهتر از dB10-، تغییرات بهره ولتاژ از dB 19-5/16، تغییرات عدد نویز از dB7-3 و نقطه تقاطع مرتبه سوم  dBm7/6- را با توان مصرفی  mW29/9 ارایه می دهد که برای تحقق سیستم رادیو شناختی نظامی کاملا قابل قبول است.

    کلید واژگان: رادیوشناختی, سلف فعال, تقویت کننده کم نویز پهن باند, کم مصرف, اتصال ضربدری خازنی}
    Mahdi Mazidabadi Farahanifarahani, Jalil Mazloum*, Payman Nayebi

    Cognitive radio is well known as an ultra-wideband communication system that intelligently optimizes the available frequency spectrum by implementing the dynamic spectrum monitoring method. The receiver of such a system requires an ultra-wideband low noise amplifier (from 50 MHz to 10 GHz). In this work, a low power ultra-wideband low noise amplifier is proposed by quasi-differential structure and active inductors. Using active circuits as inductors, in addition to expanding the amplifier bandwidth and reducing the chip area, have an inherent gain and due to their high quality factor, have the ability to adjust the inductance and frequency. In addition, the quasi-differential structure increases the transconductance of transistors and reduces both power consumption and noise figure of this circuit. The simulation results in a 0.18 µm CMOS process show that the proposed LNA achieved NF changes 3-7 dB and input matching less than -10 dB in the 0.05-10 GHz band. The voltage gain changes from 16.5-19 dB and third-order intercept point is -6.7 dBm. The power consumption of the main circuit is 1.98 mW with 1.8 V power supply.

    Keywords: Cognitive radio, Active inductor, Low noise amplifier (LNA), Low Power, Capacitor Cross Coupled}
  • K. Adli Mehr, J. Musevi Niya *, N. Akar
    In this article, we consider a secure cognitive radio network (CRN) deploying non-orthogonal multiple access (NOMA). A mixed delay constrained multicast and unicast traffic is received by the intended CRN receivers, while keeping the traffic secret from the eavesdroppers. Physical layer security (PLS) is deployed to secure the confidential messages of both primary user (PU) and secondary user (SU). A queue management policy (QMP) is proposed to enhance the quality of service (QoS) of CRN. The proposed QMP adaptively uses all or some of the SU's resources towards the transmission of the PU's packet, this decision being based on the packet's delay experienced in the PU queue. Exact delay distribution of PU traffic is derived via a novel multi-regime Markov fluid queue (MRMFQ) model. Thanks to the closed form expressions, the proposed QMP is optimized to provide the highest attainable throughput for SU, while satisfying PU's QoS constraints. It is shown via numerical examples that NOMA based CRN consistently outperforms orthogonal multiple access (OMA) based counterpart. We also show that the performance improvements gained by the proposed QMP depends on the intensity of PU traffic as well as the channel conditions. Moreover, a heuristic suboptimal parameter selection procedure with significantly lesser computational complexity is proposed for less capable devices.
    Keywords: NOMA, Physical layer security, Queue Management, Multi-Regime Markov Fluid Queue, cognitive radio}
  • محمدعلی عطایی، حمیدرضا خدادادی*

    حسگری طیفی یکی از مولفه های دسترسی فرصت طلبانه به منابع فرکانسی را فراهم می آورد. این حسگرها بایستی در زمانی اندک با دقت بالا، سنجش طیف محیطی را انجام دهند. استفاده از روش ها و الگوریتم هایی که قابلیت پیاده سازی عملی را داشته باشند، حایز اهمیت است؛ بنابراین باید پیچیدگی محاسبات تاحدامکان کاهش یابد. عملکرد آشکارسازی به دلیل مسایلی همچون اثر سایه، محوشدگی و چندمسیرگی با مشکل مواجه می شود؛ لذا برای غلبه بر این مشکلات و در دسترس نبودن اطلاعات سیگنال های دریافتی کاربران اولیه و سطح قدرت و نویز سیگنال های دریافتی، روش هایی مانند به کارگیری چندین آنتن در حسگر طیفی، مقاوم سازی روش های طیف سنجی در برابر نویز نامعین، استفاده می شود. در این مقاله به بررسی سنجه های متفاوت تصمیم گیری و تعیین آستانه مناسب با استخراج مقادیر ویژه ماتریس کوواریانس پرداخته شده است. همچنین با محاسبه چند لحظه زمانی از آشکارساز حداکثر به حداقل مقادیر ویژه ماتریس کوواریانس MME توسط توزیع پیشنهادی GEV استاندارد، شبیه سازی ها صورت گرفته و نتایج آن با توزیع Tracy-Widom مقایسه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی ها با تعداد محدود 4 آنتن حاکی از احتمال آشکارسازی سیگنال در SNR با میزان -30dB می باشد که در مقایسه با توزیع Tracy-Widom افزایش دقت 3dB را داشته است. به منظور بررسی کارایی این روش برای اجرای سخت افزاری، نتایج حاصل از الگوریتم پیشنهادی توسط یک پردازنده آرایه ای FPGA به همراه پردازنده با معماری ARMشرکت  XILINX که سیستم های نهفته در تراشه SOC نام برده می شود، بررسی و پیاده سازی شده است.

    کلید واژگان: رادیو شناختگر, حسگرهای طیفی, آشکارساز انرژی, حفره های طیفی, مقادیر ویژه, ماتریس کوواریانس}
    Mohammad Ali Ataee, Hamid Reza Khodadadi*

    The spectral sensor provides one of the components of opportunistic access to frequency resources. These sensors must measure the ambient spectrum with high accuracy in a short time. It is important to use methods and algorithms that can be implemented in practice; therefore, the complexity of the calculations should be reduced as much as possible. Detection performance is hampered by issues such as shadow effects, blurring, and multi-directionally; therefore, to overcome these problems and the unavailability of information about the signals received by the primary users and the power level and noise of the received signals, methods such as using several antennas in the spectral sensor, resisting spectroscopic methods against indeterminate noise, are used. In this paper, different criteria for decision making and determining the appropriate threshold by extracting special values ​​of the covariance matrix are investigated. Also, by calculating a few moments from the detector to the maximum to minimum values ​​of the MME covariance matrix by the proposed standard GEV distribution, simulations are performed and the results are compared with the Tracy-Widom distribution. The results of the simulations with a limited number of 4 antennas indicate the probability of signal detection in SNR with -30dB, which has increased the accuracy by 3dB compared to the Tracy-Widom distribution. To evaluate the efficiency of this method for hardware execution, the results of the proposed algorithm have been reviewed and implemented by an FPGA array processor along with a processor with XILINX ARM architecture, which is called the systems embedded in the SOC chip.

    Keywords: Cognitive Radio, Spectral Sensors, Energy Detector, Spectral Holes, Eigenvalues, Covariance Matrix}
  • مهدی ابی اوغلی، محمدناصر مقدسی*، اصغر کشتکار، بهبد قلمکاری

    در این مقاله، تحلیل و طراحی ترکیب جدید آنتن فرا پهن باند (UWB) چاپی با تغذیه موجبر هم صفحه (CPW) و آنتن باند باریک (NB) برای کاربرد رادیوشناختی ارایه شده است. آنتن های فرا پهن باند و باند باریک به ترتیب پهنای باند 2/2 تا 11 گیگاهرتز و 4.8 تا 5.7 گیگاهرتز را با جداسازی منطقی بین دو دهنه آنتن ایجاد می کنند. یک نمونه از آنتن مجتمع ساخته شده و کارایی آن تایید شده است. ابعاد زیرلایه FR4 1.6×48×40 میلیمتر مکعب است. آنتن مشخصات تشعشعی خوب، بهره پایدار و رفتار حوزه زمانی مناسبی را برای استانداردهای مخابراتی  بی سیم اخیر تحویل می دهد. هم چنین، دو مدار تنظیمی خارجی طراحی شده تا قابلیت آنتن باند باریک را برای پیکر بندی مجدد فرکانسی نشان بدهد.

    کلید واژگان: آنتن فرا پهن باند, آنتن باند باریک, رادیو شناختی, مدار تنظیمی, پیکربندی مجدد فرکانسی}
    M. Abioghli, M. Naser Moghadasi *, A. Keshtkar, B. Ghalamkari

    In this paper, a new CPW (Coplanar Waveguide) fed printed UWB antenna integrated with a narrowband antenna is designed and analyzed for cognitive radio applications. The ultra-wideband (UWB) and narrowband (NB) antennas provide bandwidth from 2.2 GHz to 11GHz and from 4.8 GHz to 5.7 GHz respectively and reasonable isolation between the antennas. A prototype of the integrated antenna was fabricated and its performance was verified. The dimensions of the FR4 substrate are 40 × 48 × 1.6 mm3.The antenna represents good radiation characteristics, stable gain and good time domain manner to deliver the requirements of the current wireless communication standards. Also, two external tuning circuits were designed to show the ability of the narrowband antenna for reconfiguration.

    Keywords: ultra-wideband (UWB) antenna, narrow band (NB) antenna, cognitive radio, tuning circuit, reconfigurable}
  • محمد ترابی*، نسیم محمدی
    در این مقاله به تحلیل و ارزیابی کارایی دو سیستم اشتراک گذاری طیف رادیوشناختی مشارکتی مبتنی بر رله ی انتخابی پرداخته می شود. در این سیستم ها یک کاربر ثانویه (بدون مجوز)، طیف کاربر اولیه ای (مجوزدار) را بطور مشترک استفاده می کند به گونه ای که تداخل ناشی از سیگنال کاربر ثانویه در گیرنده کاربر اولیه همواره کمتر از مقدار آستانه ی از پیش تعیین شده باشد، بدین منظور از یک مکانیزم کنترل توان در فرستنده کاربر ثانویه استفاده می شود. در سیستم های مورد نظر، کاربر ثانویه از شبکه ی مشارکتی که شامل چندین رله تقویت و ارسال می باشد، استفاده می کند که در آن، در هر لحظه فقط یک رله ی دارای بهترین شرایط کانال، انتخاب شده و استفاده می شود. تفاوت دو سیستم فوق در روش انتخاب بهترین رله می باشد، بطوریکه: 1) در سیستم اول، روش انتخاب رله ی جزیی است که بر اساس اطلاعات جزیی از کانال ها انجام می گیرد. 2) در سیستم دوم، روش انتخاب رله ی فرصت طلبانه است که بر اساس اطلاعات کامل کانال ها انجام می شود. برای ارزیابی کارایی سیستم ها ابتدا تابع توزیع تجمعی نسبت سیگنال-به-نویز را در گیرنده ثانویه برای هر دو سیستم بدست آورده و سپس روابط ریاضی برای سه معیار مهم ارزیابی کارایی سیستم های مخابراتی یعنی احتمال قطع، نرخ خطای بیت و ظرفیت میانگین کانال تعیین می شود. سپس با استفاده از نتایج عددی حاصل از روابط بدست آمده، عملکرد سیستم های ذکر شده با معیارهای مذکور مورد بررسی قرار می گیرد. برای تایید روابط ریاضی به دست آمده، از مقایسه ی نتایج عددی حاصل با نتایج شبیه سازی مونت -کارلو استفاده می شود که نشانگر صحت روابط بدست آمده است.
    کلید واژگان: اشتراک گذاری طیف, شبکه های رادیوشناختی, مخابرات مشارکتی و سیستم مشارکتی رله ای تقویت و ارسال}
    M. Torabi *, N. Mohammadi
    This paper presents performance evaluations for two spectrum-sharing cognitive-radio systems employing cooperative amplify-and-forward relaying in which the best relay is selected for the transmission. In these systems, a secondary user (SU, unlicensed user) shares the spectrum of a primary user (PU, licensed user), in such a way that the interference to the PU is always kept below a predefined threshold. To this end, a power control for the SU is used. In these systems, the SU employs an amplify-and-forward relaying with several relays, where the best relay who has the best channel condition is selected for the transmission. The considered systems are different in the employed relay selection schemes, such that: 1) In the first system, partial relay selection is employed, in which the partial channel state information (CSI) is used to select the best relay. 2) In the second system opportunistic relay selection is employed, in which the full CSI is used to select the best relay. To analyze the system performances, at first the cumulative distribution function (CDF) of the received signal-to-noise-ratio (SNR) for each considered system is derived. Then, using the obtained CDF expressions, closed-form expressions are obtained for three performance metrics: outage probability, the average bit-error-rate (BER), and the average channel capacity. Finally, using the numerical results obtained from the mathematical formulas derived in this paper, we evaluate and compare the systems performances in different cases under different conditions. In addition, to verify the accuracy of the performed analysis, Monte-Carlo simulation results are also provided.
    Keywords: Spectrum sharing, cognitive radio, cooperative communication systems, and amplify-and-forward-relaying}
  • Majid Shakeri, Nahid Ardalani*, Pouya Derakhshan

    In this paper, dual-hops and multi-hops cognitive radio Ad Hoc networks has been considered. It is vital mentioning that the primary user interference effect on the secondary user has also been considered. The design of the problem is to achieve an optimal solution for channel allocation and power in dual and multi hop in Cognitive Radio Ad Hoc Networks (CRNs).The main goal is to minimize the outage probability and increasing the length of yournetwork lifetime, while simultaneously observing the transmission power constraints and the threshold of interference with the primary user. This problem was solved using the standard technique of solving convex optimization problem and weighted bipartite matching. All of the analysis is for both DF, and amplifying and transmission AF protocols. Comparison and measurement of the systems performance is outage probability.Simulation results have shownthat the proposed scheme not only minimizes the outage probabilitycompared to existing ones, but also reduces PU interference and saves overall transmission efficiency by Secondary Users.

    Keywords: Cognitive Radio, Primary User, Secondary User, Outage Probability, Riley Channel}
  • Fahimeh Aghaei, Avid Avokh*

    Recently, cognitive radio technology is mentioned as a new model for wireless communication. In this paper, by extending the previous works, we adopt both multi-radio and multi-rate technologies in single-cell multi-channel cognitive radio wireless mesh networks. In this regard, an efficient scheduling algorithm is introduced named MultiRate Multicast Scheduling (MMS). Multi-radio technology allows the nodes to simultaneously send/receive packets on the distinct channels. Consequently, the network throughput will be increased. Furthermore, since different transmission rates lead to different spectrum utilizations, efficient use of the multi-rate capability could improve the performance of the network. Numerical results of presented comprehensive simulations confirm the efficiency of the MMS algorithm.

    Keywords: Cognitive Radio, Multi-radio, Multi-rate, Scheduling, Single-cell}
  • Abbas Ali Sharifi *
    Cognitive radio (CR) network is an excellent solution to the spectrum scarcity problem. Cooperative spectrum sensing (CSS) has been widely used to precisely detect of primary user (PU) signals. The trustworthiness of the CSS is vulnerable to spectrum sensing data falsification (SSDF) attack. In an SSDF attack, some malicious users intentionally report wrong sensing results to cheat the fusion center (FC) and disturb the FC’s global decision on the PU activity. In this paper, we introduce an effective data fusion rule called attack-aware optimal voting rule (AOVR) to confront the SSDF attack in the CSS procedure. In the beginning stages of the cooperative sensing, two important SSDF attack parameters are estimated and then applied in a conventional voting rule to acquire an optimal number of CR users to minimize the global error probability. Two estimated attack parameters include the probabilities of attack in both occupied and empty frequency bands. Simulation results confirm that the proposed attack-aware approach achieves very good performance over the existing conventional cooperative sensing methods.
    Keywords: Attack-aware, optimal voting rule, spectrum sensing data falsification attack, cognitive radio}
  • نعمت الله عزتی، حسن طاهری*

    گسترش روزافزون تجهیزات بی سیم و به تبع آن شبکه های بی سیم باعث افزایش ارزش فضای طیفی شده و تلاش های زیادی برای افزایش بهره وری طیفی در حال انجام است. در این مقاله‏، یک روش نوین برای افزایش بهره وری طیفی در شبکه های بی سیم توزیع شده ارائه شده است. در این روش با استفاده از الگوریتم فیلتر کالمن توزیع شده که در آن اصلاحاتی به منظور افزایش دقت تخمین آن صورت گرفته است موقعیت‏، سرعت حرکت و توان فرستنده های اولیه تخمین زده می شود و با استفاده از این آورده ها‏، انتخاب حفره های طیفی به بهترین شیوه انجام پذیرفته و موجب افزایش بهره وری طیفی نسبت به روش های ‎‏سنجش طیف مستقیم و غیرمستقیم متمرکز فراهم می آید. تمامی نتایج این پژوهش با پیاده سازی های عملی و شبیه سازی های دقیق اثبات شده است. نوآوری های این پژوهش شامل معرفی و استفاده از یک مدل خطی برای تخمین موقعیت یک فرستنده با استفاده از توان دریافتی آن برای حالت های دید مستقیم و دید غیرمستقیم‏، ایجاد اصلاحاتی در الگوریتم فیلتر کالمن توزیع شده و بخصوص سنجش طیف توزیع شده است که باعث افزایش نرخ تبادلات گره های شبکه با یکدیگر و در نتیجه افزایش بهره وری طیف فرکانسی می گردد.

    کلید واژگان: شبکه های رادیوشناختی‏, نقشه برداری محیط رادیوئی‏, مسیریابی فیلتر کالمن توزیع شده‏, سنجش طیف توزیع شده‎‎‎}
    Nematollah Ezzati, Hassan Taheri *

    Ever increasing development of wireless devices and wireless networks have increased the value of spectral space‎. ‎Many efforts have been conducted to increase spectral utilization‎. The radio environment mapping opens new gates for developing low cost wireless devices. ‎In this paper‎, ‎a new method is proposed for increasing spectral utilization in distributed networks‎. ‎In this method‎ ‎distributed Kalman filter, which is modified to increase estimation accuracy, is used to estimate position‎, ‎velocity and power of primary transmitters‎. ‎These data are used to select spectrum holes optimally and increase spectral utilization compared to centralized methods‎. Obtained r‎esults are evaluated through practical implementations and simulations‎. ‎Innovations of this research include introducing and employing a linear model for estimating position of a transmitter using received power in line of sight (LoS) and non-line of sight (NLS) conditions, ‎‎‎modifying extended kalman filter and‎ ‎implementation of distributed spectrum sensing; advantages of this method are illustrated compared to centralized methods.‎‎

    Keywords: ‎Cognitive radio‎, ‎Distributed spectrum sensing‎, ‎Radio environment mapping‎, ‎Distributed kalman filtering}
  • سیدعلی هاشمیان *، وحید طباطباوکیلی
    شبکه قدرت فعلی اشکالات زیادی دارد. اخیرا یک شبکه جدید و هوشمند برای رفع کاستی های شبکه فعلی معرفی شده که از آن با عنوان شبکه هوشمند انرژی یاد می شود. شبکه هوشمندی که بخواهد شبکه قدرت را به طور کارامدی مدیریت کند، به یک زیرساخت مخابراتی برای برقراری ارتباط بین اجزای شبکه نیاز دارد. فناوری مخابراتی رادیو شناختگر به منظور بهره برداری کارامدتر از منابع طیفی رادیویی معرفی شده است. مسیریابی در این شبکه ها باید توسط پروتکلی انجام شود که در مقابله با مشکلات ایجادشده توسط رادیو شناختگر گذردهی را حداکثر کند و تاخیر بسته ها در آن حداقل و مناسب کاربرد شبکه هوشمند انرژی باشد. CORPL به عنوان پروتکلی که بخشی از این اهداف را محقق می سازد معرفی شده است. در این مقاله پروتکل CORPL تحت بار ترافیکی برست و پواسون بررسی می گردد و نشان داده می شود که با افزایش کاربران فعال در شبکه عملکرد CORPL افت پیدا خواهد کرد. سپس با استفاده از روابط ریاضی کران بالای میانگین تاخیر در پروتکل CORPL مدل شده و برای کاهش آن یک طرح چنددروازه ای ارائه می گردد.
    کلید واژگان: شبکه های هوشمند, رادیوی شناختگر, ارسال مجدد فرصت طلبانه, تحلیل تاخیر, مسیریابی, شبکه های مش, چنددروازه ای}
    S. A. Hashemian *, V. Tabatabvakili
    The conventional power grid has several drawbacks and a new powerful smart grid perspective has been recently introduced. The smart grid principle, allowing to efficiently manage an electrical grid network, needs to exploit a communication network for interconnecting the Smart Grid devices. An increasing interest is toward wireless communications due to their higher flexibility. Within this context cognitive radio (CR) techniques has been introduced aiming to exploit more efficiently the radio spectrum resources. In neighborhood area network (NAN), mesh grids can be considered as one of possible network topologies. In such networks no base station is required and data will be sent to gateway by means of nodes themselves. Hence, routing is one of the main issues in such networks. Routing in such networks should be done by a protocol which maximizes throughput against cognitive radio drawbacks and Packets delay in such protocol needs to be minimum and suitable for smart grids applications. CORPL has been introduced as a routing protocol to meet some of these goals. In this paper by CORPL functionality would be evaluated under burst and poisson traffic. It will be shown that by increasing active nodes, CORPL functionality would be decreased. Then average upper limit for delay would be mathematically modeled and to reduce that a multigate scheme would be introduced.
    Keywords: Smart grids, cognitive radio, opportunistic forwarding, delay analyze, routing, mesh grids, multigate}
  • A.A. Sharifi *, M. Mofarreh-Bonab
    Cognitive Radio (CR) networks enable dynamic spectrum access and can significantly improve spectral efficiency. Cooperative Spectrum Sensing (CSS) exploits the spatial diversity between CR users to increase sensing accuracy. However, in a realistic scenario, the trustworthy of CSS is vulnerable to Spectrum Sensing Data Falsification (SSDF) attack. In an SSDF attack, some malicious CR users deliberately report falsified local sensing results to a data collector or Fusion Center (FC) and, then, affect the global sensing decision. In the present study, we investigate an analytical model for a hard SSDF attack and propose a robust defense strategy against such an attack. We show that FC can apply learning and estimation methods to obtain the attack parameters and use a better defense strategy. We further assume a log-normal shadow fading wireless environment and discuss the attack parameters that can affect the strength of SSDF attack. Simulation results illustrate the effectiveness of the proposed defense method against SSDF attacks, especially when the malicious users are in the majority.
    Keywords: Cognitive Radio, Cooperative Spectrum Sensing, Spectrum Sensing Data Falsification Attack, Malicious User}
  • Hossein Khaleghi Bizaki *, Ahmad Gholizadeh Soteh
    This paper concerns to blind identification of a convolutional code with desired rate in a noiseless transmission scenario. To the best of our knowledge, blind estimation of convolutional code based on only the received bitstream doesn’t lead to a unique solution. Hence, without loss of generality, we will assume that the transmitter employs a non-catastrophic encoder. Moreover, we consider a complete synchronous scenario in which one can extract separate codewords from received sequence. This assumption is valid in many practical communication systems because, the frame preambles allow us to identify the beginning of each codewords.
    In this paper, we examine the blind identification problem for rate1/n and rate k/n convolutional codes, respectively. For rate 1/n, we propose an iterative method that uses three steps in each iteration to test the validity of a possible value of n. We show that this method can identify the parameters of a rate 1/n convolutional code from only two different noiseless received codewords. Afterwards, we generalize this method for a rate k/n convolutional code in which each iteration is composed of seven successive steps. We show that this method requires at least k different codewords to identify all parameters of a rate k/n code.
    Keywords: Blind estimation, convolutional code, cognitive radio, non-catastrophic encoder, minimal-basic encoder}
  • Shahbaz Rezaei *, Ali Mohammad Afshin Hemmatyar
    Cognitive Radio (CR) technology enables Dynamic Spectrum Access (DSA) to ameliorate the eciency of under-utilized licensed bands and overcrowded unlicensed bands. However, providing an acceptable service for cognitive users requires more sophisticated approaches due to the existence of Primary Users (PU) with high priority over licensed bands. Additionally, reducing interference with PUs so that they can communicate without interruption is of paramount importance. In order to meet requirements of users as much as possible and reduce interference with PUs, a new Class-based Multi-path On-demand Routing protocol for Cognitive radio networks (CMORC) is proposed. CMORC is a multipath routing protocol which de nes two classes of routing to make delay or interference optimum. To the best of our knowledge, it is the rst multipath protocol that takes into consideration both route discovery and rate allocation. CMORC fi nds optimum sending rates for each path by solving an optimization problem for each routing class. Since it is shown to be easy to solve these optimization problems, CMORC is an ecient and practical solution for radio equipment with limited hardware. The simulation results reveal that CMORC outperforms the other recent multipath routing protocol, D2CARP, in terms of interference, delay and packet delivery ratio depending on the class type.
    Keywords: Cognitive radio, routing, Multipath, Optimization}
  • جواد زراعتکار مقدم، حمید فرخی، ناصر ندا
    در این مقاله، مدلی واقعی تر از شبکه های رادیوشناختگر همکارانه معرفی می گردد. در مدل پیشنهادی، ارسال اطلاعات در دو مرحله صورت می گیرد. در مرحله ی اول که فرض می شود لینک کاربر اولیه غیرفعال است، چندین کاربر ثانویه قادرند اطلاعات خودشان را به طور همزمان به سمت شبکه ی رله پخش نمایند. در مرحله ی دوم که فعال یا غیرفعال بودن لینک کاربر اولیه اهمیتی ندارد، رله هایی که اطلاعات را به درستی آشکار نموده اند، از یک روش شکل دهی پرتو همکارانه ی پیشنهادی بهره گرفته و آنها را به سمت مقصد مورد نظر ارسال می کنند. فرض شده است که اطلاعات حالت کانال بین شبکه ی رله و گیرنده ی اولیه در اختیار رله ها نیست و رله ها فقط تخمینی از این اطلاعات را در اختیار دارند. روش شکل دهی پرتو همکارانه ی پیشنهادی سبب می شود توان سیگنال دریافتی در مقصد ثانویه بیشینه گردد در حالی که توان تداخل بعلاوه ی نویز دریافتی در کاربر اولیه را زیر حد آستانه ی مشخصی نگه می دارد. نتایج حاصل از شبیه سازی اعتبار مدل پیشنهادی را تایید می کنند. همچنین روش شکل دهی پرتو همکارانه ی پیشنهادی در مقایسه با روش ZFBF عملکرد بهتری از خود نشان می دهد و علاوه بر این در برابر خطای تخمین کانال نیز مقاوم است؛ حتی اگر خطای تخمین کانال بیشینه گردد.
    کلید واژگان: رادیوشناختگر, شکل دهی پرتو همکارانه, مدیریت تداخل, خطای تخمین کانال, شبکه ی رله}
    Dr. J. Zeraatkarmoghadam, Dr. H. Farrokhi, Dr. N. Neda
    In this paper, a more realistic cognitive radio network is proposed which considers several secondary links, some secondary relays, and one primary link. In the network, there are two steps of transmission from secondary sources to secondary destinations. At the first step, when primary link is idle, all of the secondary sources simultaneously broadcast their information to the relays. At the second step, the relays that successfully decode the information employ a new cooperative beamforming method and forward them to the secondary destination without causing harmful interference to the primary destination irrespective of whether primary link is idle or not. It is assumed that the channel state information between relays and primary destination isn’t perfectly known at the relays and they have erroneous estimation of the channel. The proposed cooperative beamforming method can maximize the received signal power at the secondary destination subject to keep received interference plus noise power at the primary destination under the predefined threshold. Results of simulations confirm validity of the method and improved performance compared to Zero-Forcing beamforming. The proposed cooperative beamforming can remain the interference plus noise power at the primary destination below the threshold even if the error in channel estimation is maximum.
    Keywords: Cognitive Radio, Cooperative Beamforming, Interference Management, Channel Estimation Error, Relay Network}
  • هومن رضوی، عبدالرسول قاسمی *
    در این مقاله مساله تخصیص آگاه از کیفیت سرویس کانال در قالب یک مساله بهینه سازی با دو تابع هدف شامل بهره وری طیفی و انصاف میان کاربران ثانویه با در نظر گرفتن محدودیت های دسترسی کانال بررسی می شود. هر تخصیص امکان پذیر کانال به کاربر که می تواند پاسخ مساله بهینه سازی باشد به صورت یک کروموزوم دودویی کد می شود. کد کردن فرصت های طیفی دسترس پذیر به جای همه ترکیب های کانال- کاربر باعث کاهش قابل توجه فضای جستجو می شود. بر این اساس طرح تخصیص آگاه از کیفیت سرویس کانال مبتنی بر الگوریتم NSGA-II برای یافتن تخصیص بهینه با هدف بیشینه کردن توام هرکدام از توابع هدف به صورت هم زمان ارایه شده و در نهایت در فضای گسسته پاسخ های شدنی مساله، مجموعه پاسخ های بهینه پرتو به دست آمده است. نتایج شبیه سازی، نقاط بهینه و مصالحه بین بهره وری طیفی و انصاف میان کاربران را نشان می دهد. روش بهینه سازی با متغیرهای تصمیم گیری صحیح دودویی نتایج به دست آمده از طرح پیشنهادی مبتنی بر الگوریتم NSGA-II را در نمونه های مقیاس کوچک مساله تایید می کند در حالی که در نمونه های مقیاس بزرگ، طرح پیشنهادی از نظر پیچیدگی محاسباتی بسیار سریع تر عمل می کند.
    کلید واژگان: بهینه سازی با متغیرهای تصمیم گیری صحیح دودویی, رادیوی شناختگر, الگوریتم NSGA-II, بهینه سازی چندهدفه, تخصیص کانال آگاه از کیفیت سرویس, فرصت های طیفی}
    Hooman Razavi, Dr. Abdorasoul Ghasemi *
    In this paper the QoS-aware channel allocation problem formulated as an optimization problem with two conflicting objectives; spectrum utilization and fairness among secondary users (SUs) subject to channel availabilities constraints. Any possible channel allocation which could be a solution of the optimization problem, encoded as a binary chromosome. By having coded available spectrum opportunities instead of all channel-user combinations, the search space is significantly reduced. Designing the QoS-aware channel assignment scheme is based on NSGA-II Algorithm to find the optimum allocation of these two objectives jointly and finally the set of Pareto optimal solutions achieved by proposed algorithm in discrete space of feasible solutions. Simulation results demonstrate the trade-off between spectrum utilization and fairness and the Pareto optimum points. Binary Integer Programming (BIP) confirms the results of the proposed evolutionary scheme in small-scale instances while our scheme outperforms BIP method significantly in computational for large-scale ones.
    Keywords: Binary Integer Programming, Cognitive radio, NSGA-II Algorithm, Multi-Objective Optimization, QoS-Aware Channel Assignment, Spectrum Opportunities}
  • A.A. Sharifi*, M. Sharifi, M.J. Musevi Niya
    Collaborative Spectrum Sensing (CSS) is an effective approach to improve the detection performance in Cognitive Radio (CR) networks. Inherent characteristics of the CR have imposed some additional security threats to the networks. One of the common threats is Primary User Emulation Attack (PUEA). In PUEA, some malicious users try to imitate primary signal characteristics and defraud the CR users to prevent them from accessing the idle frequency bands. The present study investigates a new CSS scheme in the presence of a smart PUEA, which is aware of idle frequency channels and transmits its fake signal in a way that CR users are not easily able to discriminate between the received signal from the PU and PUEA. The idea is based on the Bayes risk criterion. More precisely, the sensing results of the CR users are summed up in the Fusion Center (FC) and compared with the optimum threshold that minimizes the Bayes risk. We also discuss practical limitation issue that need to be considered when applying the proposed method. Simulation results are provided to indicate the superiority of the proposed method against PUEA compared with conventional method.
    Keywords: Cognitive Radio, Cooperative Spectrum Sensing, Primary User Emulation Attack, Optimum Threshold, Bayes Risk}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال