This paper proposes a hybrid cognitive radio (CR) system where underlay and overlay CR approaches are combined. By controlling switching rate from an overlay CR mode to an underlay CR mode in a probabilistic sense, the stability of secondary user`s queue is maintained and its throughput is maximized while the target departure rate of a primary (licensed) user is retained. Since a primary user in a hybrid system is likely to suffer from additional interference compared to a single-mode overlay CR system, we find the optimal transmit power of a secondary user in an overlay mode for given switching rate according to three different interference constraints Then, the range of the switching rate in which secondary user`s queue is stable is identified and the optimal switching rate for throughput maximization is derived. Our analysis and numerical results show that the proposed hybrid CR system attains higher throughput than a single-mode CR system.
이 졸업논문에서는 오버레이 인지 라디오 시스템과 언더레이 인지 라디오 시스템을 결합한 듀얼 모드 하이브리드 인지 라디오 시스템을 제안하고 있다. 오버레이 모드에서 언더레이 모드로의 전환을 확률적으로 조절하면, 1차 사용자의 성능을 어느정도 이상 보장하면서, 2차 사용자 전송 큐의 안정성을 유지하고 2차 사용자의 성능을 최대화 할 수 있게 된다. 하지만, 1차 사용자가 일반 싱글 모드 인지 라디오 시스템과 비교하여 추가적인 간섭을 받기 때문에 2차 사용자는 1차 사용자에게 미치는 간섭을 제한하는 최적의 파워로 전송을 해야한다. 본 논문에서는 세 가지 다른 간섭제한 방법을 제안하고 있으며, 이에 따른 2차 사용자 전송 큐를 안정하게 만들어주는 전환율의 범위와 2차 사용자의 성능을 최대화해주는 전환율을 제시하고 있다. 수학적인 분석과 그래프 분석을 통해 제안된 듀얼 모드 하이브리드 인지 라디오 시스템이 기존의 싱글 모드 인지 라디오 시스템보다 우수한 성능을 보임을 확인하였다.
