Abstract
Cognitive radio (CR) is considered one of the prominent techniques for improving the utilization of the radio spectrum. A CR network (i.e., secondary network) opportunistically shares the radio resources with a licensed network (i.e., primary network). In this work, the spectral-energy efficiency trade-off for CR networks is analyzed at both link and system levels against varying signal-to-noise ratio (SNR) values. At the link level, we analyze the required energy to achieve a specific spectral efficiency for a CR channel under two different types of power constraint in different fading environments. In this aspect, besides the transmit power constraint, interference constraint at the primary receiver (PR) is also considered to protect the PR from a harmful interference. Whereas at the system level, we study the spectral and energy efficiency for a CR network that shares the spectrum with an indoor network. Adopting the extreme-value theory, we are able to derive the average spectral and energy efficiency of the CR network. It is shown that the spectral efficiency depends upon the number of the PRs, the interference threshold, and how far the secondary receivers (SRs) are located. We characterize the impact of the multi-user diversity gain of both kinds of users on the spectral and energy efficiency of the CR network. Our analysis also proves that the interference channels (i.e., channels between the secondary transmitter and PRs) have no impact on the minimum energy efficiency
چکیده
رادیو شناختی (CR) یکی از تکنیک های برجسته برای بهبود استفاده از طیف رادیویی است . یک شبکه CR (شبکه ثانویه) منابع رادیویی را با یک شبکه licensed (شبکه اولیه) به اشتراک می گذارد. در این کار، بازده انرژی طیفی برای شبکه های CR در هر دو سطح سیستم و لینک در مقایسه با مقادیر متغیر نسبت سیگنال به نویز (SNR) تحلیل می شود. در سطح لینک، انرژی لازم برای رسیدن به بازده طیفی خاص برای یک کانال CR تحت دو نوع مختلف محدودیت توان در محیط های محو شدگی را بررسی می کنیم. در این وضع، علاوه بر محدودیت توان انتقال، محدودیت تداخل در گیرنده اولیه (PR) هم برای محافظت PR از تداخل زیان بخش در نظر گرفته می شود. در حالی که در سطح سیستم، بازده انرژی و طیفی یک شبکه CR که طیف را با یک شبکه درونی به اشتراک می گذارد را بررسی می کنیم. با استفاده از نظریه مقادیر بیشینه می توانیم بازده انرژی و طیفی متوسط شبکه های CR را بدست آوریم. نشان داده شده است که بازده طیفی به تعداد PRها، آستانه تداخل، و این که گیرنده های ثانویه در چه فاصله ای قرار گرفته اند، بستگی دارد. اثر بهره تنوع چند کاربری هر دو نوع کاربر را روی بازده طیفی و انرژی شبکه CR مشخص می کنیم. تحلیل ما نشان می دهد که کانال های تداخل (کانال های بین فرستنده ثانویه و PRها) اثری روی بازده انرژی حداقل ندارند.
1-مقدمه
دگرگونی پیوسته مخابرات بی سیم با تکنولوژی های پیشرفته تر تاثیر زیادی روی چگونگی ارتباط مردم جهان با یکدیگر در تمامی جنبه های زندگی از تجارت گرفته تا اجتماع داشته است. هرساله تعداد موبایل های هوشمند و لپ تاپ ها افزایش می یابد. تمامی آن ها نیازمند چندرسانه ای پیشرفته و خدمات با نرخ داده بالا می باشند. هر روزه تعداد بیشتری از مردم نیاز به دسترسی بهتر به اینترنت دارند که نتیجه آن یک دنیای اطلاعاتی بدون مرز می باشد...