Sensoriamento de espectro para redes de rádios cognitivos em canais sem fio sob desvane imentos generalizados

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo de sistemas de rádiosognitivos operando por meio de sensoriamento de espetro emanais em desvaneimento κ-μ e η-μ. Nesteontexto, aborda-se um esquema baseado em detecção de energia, em que é possível obter formulações e analisar as caraterísticas de operação do reeptor (ROC, do inglês reeiver operationharateristis). Nasurvas geradasé possível visualizar a probabilidade de não detecção (Pm, do inglês missing detetion probability)pela probabilidade de falso-alarme (Pf , do inglês false-alarm probability). Diversos cenários são analisados, nos quais os parâmetros de desvanecimento de cada função de distribuição são variados para representar desde um cenário de desvanecimento suave até um cenário de desvanecimento severo. Juntamente com as ROC sob desvanecimentos modelados pelas distribuições κ-μ e η-μ,são geradas ROCs para ambientes em desvanecimento Rayleigh, para efeito de comparação. Em seguida, é discutido o sensoriamento espetral cooperativo, em que é investigado o desempenho dos sistemas rádioognitivo quando se utiliza um número n de usuários colaboradores. Novamente,para estes esquemas colaborativos, são analisa dos cenários sob desvanecimentos típicos e severos.Características de operação do receptor são apresentadas para diferentes quantidades de usuários colaborativos. Visando demonstrar os ganhos obtidos em um cenário cooperativo, para um número pequeno de colaboradores até um número grande, novas formulações e análises das características de operação do receptor são geradas sendo possível visualizar a probabilidade de não detecção em relação à razão sinal-ruído média para cada grupo de n colaboradores. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Theurrent work presents a detailed study on spectrum sensing system under κ-μ and η-μ fadinghannels. For the spectrum sensing, the approah taken was the use of energy detetion, wherewe were able to generateomplementary reeiver operatingharateristis (ROC)urves, whihplot the missing detetion probability (Pm) versus the false-alarm probability (Pf ). Several sena-rios were detailed, where the fading parameters of eah distribution were diversied to representa typial fading senario until a severe fading. Along with the ROCurves of the κ-μ and η-μdistributions, curves were generated for theases of Rayleigh fadinghannel foromparison. Next,the disussion onooperative spetrum sensing was also analyzed, investigation on the behaviorofomplementary reeiver operatingharateristisurves when a number of nooperative usersis used. Again for theooperative spetrum sensing, senarios under a typial and severe fadingonditions werereated. Complementary ROCurves are presented for diferent numbers ofoo-perative users. In order to demonstrate the gain in aollaborative senario, from a small number of users to a large number of users, ROCurves were generated where itan be seen the missing probability versus the average signal-to-noise ratio for eah group of n collaboractive users.