잡음 불확실성이 있는 환경에서 Nakagami-m 페이딩 신호의 스펙트럼 센싱 성능 분석
Performance Analysis of Spectrum Sensing for Nakagami-m Fading Signal Considering Noise Uncertainty
김창주(휴라)
34권 7호, 525~533쪽
초록
스펙트럼 센싱(spectrum sensing) 기술은 주파수를 공동으로 사용하는 대역에서 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 배경잡음이 시간과 장소에 따라 균질하지 않기 때문에 전통적으로 사용되어온 에너지 검파기를 사용하면 스펙트럼의 센싱확률이 낮아진다. 이를 보완하기 위해 순서 통계(order statistics) 검파기를 사용하는데, 이는 균질하지 않은 배경 잡음에대한 내재적인 보호 기능을 가지고 있다. 그런데 잡음 불확실성이 있는 환경에서 Nakagami-m 페이딩 신호의 스펙트럼센싱의 성능을 분석한 연구는 아직까지 이루어지지 않았다. 본 논문에서는 Nakagami-m 페이딩 신호의 스펙트럼 센싱성능을 분석하고, 잡음 불확실성이 있는 환경에서 강건하게 스펙트럼 센싱을 하는 GOS-L-m 검파기를 제안한다. 오 경보확률의 식을 유도하고, 이 식으로부터 일정한 오 경보율을 유지하기 위한 임계값(threshold)을 산출하여, 이를 토대로 잡음 불확실성이 있는 환경에서 GOS-L-m 검파기의 검파 확률을 얻는다. 분석 결과, GOS-L-m 센싱 방식은 GOS-L-m 검파기의 계수를 올바르게 선택하면 강건한 검파 성능을 달성할 뿐만 아니라, 원하는 오 경보율(constant false alarm rate)을 얻을수 있음을 알 수 있다.
Abstract
Spectrum sensing is of significance in shared spectrum bands. Traditional energy detectors are limited by the variance in background noise, which can reduce the sensing probability. Order statistics detectors, which are inherently protected against non-uniform background noise, can complement energy detectors. However, to date, the spectrum sensing performance of Nakagami-m fading signals has not been analyzed. In this paper, we fill this gap by analyzing the spectrum sensing performance of Nakagami-m fading signals and proposing a robust sensing method called the GOS-L-m detector for noise-uncertain environments. We derive the false alarm probability formula for the GOS-L-m detector, and calculate a threshold value to maintain a constant false alarm rate. Based on this, we obtain the detection probability in a noise-uncertain environment. Our analysis shows that the GOS-L-m sensing method achieves robust detection performance and maintains the desired constant false alarm rate if the coefficients of the GOS-L-m detector are correctly selected.
- 발행기관:
- 한국전자파학회
- 분류:
- 전기공학