In cognitive radio (CR) networks, secondary users (SUs) detect and share a spectrum band assigned to a primary user (PU) to communicate with their respective secondary receivers. In order to increase the reliability of the detection performance, the SUs cooperatively sense the spectrum by reporting their local information to a fusion center (FC) after quantization. For an accurate information transferring, the use of the enormous number of quantization bits for reporting is preferred, however, it simultaneously degrades the throughput performance in the perspective of reporting-throughput tradeoff. To tackle this problem, in this paper, we focus on the throughput enhancement for the secondary networks while satisfying a target sensing performance. To this end, we derive the quantized local test statistics of energy detector and propose the quantization bit allocation strategy which maximizes the throughput performance. Moreover, we introduce an adaptive framework to employ the proposed resource allocation scheme in a dynamic environment. Also, we investigate some general mobility models for computer simulation. Through the numerical results, it is shown that the proposed works exhibit the enhanced throughput performance compared to the conventional schemes even under various scenarios.
인지 라디오(cognitive radio, CR) 통신망에서, 제 2 사용자(secondary users, SUs)들은 그들 각각의 수신기와 통신하기 위해 제 1 사용자(primary user, PU)에게 부여된 주파수 대역을 감지하고 공유한다. 주파수 대역을 감지하는 신뢰도를 높이기 위해, 제 2 사용자들은 그들이 가진 지역 정보를 양자화한 후 중앙 관리소(fusion center, FC)에 보고하는 협력을 통해 주파수 감지를 행한다. 정확한 지역 정보의 보고를 위해서는 많은 수의 양자화 비트를 사용하는 것이 선호되지만, 이것은 동시에 보고량-전송량 교환효과에 따라 전송량 성능의 저하를 불러일으킨다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해, 목표로 하는 주파수 대역 감지 성능을 만족하며 제 2 사용자 통신망의 전체 전송량 성능을 향상시키는 데에 초점을 둔다. 이것을 위하여, 우리는 양자화된 에너지 감지기의 지역 검정통계량을 수식적으로 얻고 전송량 성능을 극대화시키는 양자화 비트 수 할당 기술을 제안한다. 이에 더하여, 우리는 동적인 환경에서도 제안하는 자원 할당 기법을 사용할 수 있도록 적응적 통신 체계를 소개한다. 또한, 모의실험을 위해 동적인 환경을 조성하는 제 2 사용자들의 일반적인 움직임 패턴에 대해 조사한다. 마지막으로, 다양한 시나리오 하에서도 제안하는 기법들이 전송량 성능을 향상시키는 것을 모의실험을 통해 보인다.
