SPECTRUM SENSING IN TIME AND FREQUENCY DOMAINS

Abstract

مع التقدم في الأجهزة اللاسلكية التجارية، نشهد طلبا مستمرا على زيادة سعة الترددات المتاحة لخدمات الوسائط المتعددة المختلفة. لدرجة أن الوضع الحالي للطيف التجاري لا يسمح بتطوير المزيد من الأنظمة اللاسلكية. من ناحية أخرى، فإن حزم الترددات المحجوزة مسبقا لخدمات محددة ليست مستخدمة باستمرار من قبل المستخدمين الأساسيين (المرخص لهم). هذا الوضع جذب انتباه الباحثين من جميع أنحاء العالم اتجاه الراديو الذكي و استشعار الطيف. يعتبر الراديو الذكي حلاً ممتازاً لمشكلة نقص الترددات المتاحة عن طريق الاستخدام الفعال لترددات الراديو. من أجل تحقيق ذلك، طريقة الراديو الذكي تجعل نقاط الاتصال مدركة للبيئة المحيطة بها، و يتم تغيير الخصائص(Parameters) في الزمن الحقيقي اعتمادا على الحالة المتوقعة لحزم التردد المستهدفة. بهذه الطريقة، فإن العملية الرئيسية للراديو الذكي هي استشعار التردد المستهدف، و بعد ذلك اتخاذ القرار حول ما إذا كان بإمكان المستخدمين الثانويين (غير المرخص لهم) الاستفادة من هذا التردد. إنه لمن الجدير بالذكر هنا أن عملية استشعار التردد عملية صعبة للغاية و تحتاج لأن تكون دقيقة و فعالة بحيث تمكن الراديو الذكي من العمل على نحو فعال. في هذه الأطروحة، نحن نقدم حلين للاستشعار الفعال للترددات باستخدام كشف الطاقة (Energy Detection). في البداية، سوف تتم مناقشة طريقة حديثة مصممة بفعالية لاستشعار التردد بالاعتماد على المويجات. على وجه الخصوص، سوف نثبت أن التحويل المويجي (Wavelet Transform) يمكن أن يستخدم بفعالية لتمييز الترددات غير المستخدمة. لقد قمنا بتحسين العمل السابق المعتمد على التحويل المويجي و أثبتنا أنه يعمل حتى عندما تكون قراءات التردد مشوشة للغاية. و نثبت في هذا البحث أن الطريقة المقترحة متينة، فعالة حسابيا، و تقدم نتائج دقيقة لاستشعار السعة الترددية (Bandwidth) . ثانياً، ندرس مستشعرات الطاقة التي تعمل على عينات الإشارة المستشعرة في النطاق الزمني (Time Domain). أخيراً، نحن نقترح طريقة هجينة لاستشعار الترددات باستخدام مستشعر للطاقة ذا حدين (Bi-Threshold Energy Detector) يعتمد على دمج البيانات و القرارات من الأجهزة المختلفة، و نشتق كل النماذج الرياضية ذات العلاقة بالمستشعر المقترح و نتحقق من صحة نموذجنا باستخدام نتائج محاكاة متعددة.