تاثیر شناخت طیف بر روی ظرفیت شبکه رادیویی مبتنی بر شناخت

در ادبیات تئوری اطلاعات، فاکتور دسترسی به اطّلاعات جانبی شبکه و چگونگی این اطّلاعات است که با استفاده از آن شبکه رادیویی مبتنی بر شناخت (cognitive radio) تعریف می شود. با توجه به نوع اطّلاعات جانبی موجود از قبیل فعّالیت طیفی کاربران اولیّه، شرایط کانال و کتاب کد، سیستم های cr به دنبال این هستند که بدون اثرگذاری قابل توجهی بر روی کاربران اولیّه، سیگنال های خود را با کاربران اصلی شبکه نهان گذاری، جای گذاری، و ادغام کنند. در سیستم های نهان گذاری و جای گذاری به شرط عدم تخطّی از محدودیت های تداخلی در شبکه اولیّه، ارسال همزمان اطّلاعات توسط کاربران اولیّه و ثانویه امکان پذیر است. الگوی اشتراک گذاری طیفی ادغام بر اساس ایده مخابرات فرصت طلبانه پی ریزی شده است و انگیزه اصلی برای شکل گیری شبکه های cr بوده است. در الگوی ادغام، کاربران cr به طور متناوب اطّلاعات کانال، طیف فرکانسی موجود و رفتار کاربران را شناسایی کرده و با تصمیم گیری بر روی انتخاب حفره های فرکانسی موجود اطّلاعات را به صورت فرصت طلبانه ای ارسال می کنند به طوری که هیچ گونه تداخلی با کاربران اولیّه ایجاد نمی شود. در این پایان نامه ظرفیت تئوری اطلاعاتی در حضور اطلاعات جانبی در شبکه های cr و با مدل اشتراک گذاری طیفی ادغام مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. با در نظر گرفتن مدل پواسون شبکه های cr، ابتدا مفهومی کلی و دقیق از فرصت ارسال ارائه شده است. با استفاده از این تعریف، احتمال وقوع فرصت بر حسب پارامترهای مختلف شبکه های اولیّه و ثانویه فرمول بندی شده است. سپس با تعریف فرصت ارسال به عنوان حالت کانال، کران بالای ظرفیت مدل ادغام به دست آمده است. نشان داده ایم که ظرفیت مدل ادغام کانال awgn برای کاربران ثانویه، لزوماً تابعی اکیداً صعودی از توان فرستنده ثانویه نیست. در ادامه رهیافت ظرفیت در حضور اطلاعات جانبی برای تعیین زوج هزینه-انتفاع در ارسال اطّلاعات جانبی به روش پیش خور و پس خور، بررسی مزیّت اطلاعات جانبی غیرعلّی بر علّی و چگونگی وابستگی ظرفیت کانال شبکه ثانویه به رفتار آمّاری کاربران اولیّه در حوزه زمان، فرکانس و فضا نشان داده شده است. در نهایت با درنظر گرفتن مدل ادغام در شبکه های فیدینگ، تابع تخصیص توان بهینه برای کاربران ثانویه در شبکه cr به دست آورده شده است.