自律分散型コグニティブ無線網における確率的再センシング機構を持つスぺクトラム·ハンドオフ機能のスループット性能に対する影響

摘要

Cognitive radio (CR) enables the secondary usage in temporal unused portions of licensed spectrum. In autonomous CRNs, SUs sense idle portions of spectrum (spectrum sensing). Furthermore, SUs vacate their use of spectrum for arriving PUs and start re-sensing other idle portions of spectrum to reestablish their connections (spectrum handoff). In this paper, we propose a dynamic spectrum handoff scheme with probabilistic re-sensing for autonomous CRNs and analyze its performance. In this spectrum handoff scheme, those SUs who vacate their use of spectrum for a PU arrival probabilistically start re-sensing or terminate their ongoing transmissions. We model an autonomous CRN with this spectrum handoff scheme by a continuous-time Markov chain, deriving the blocking probability, the forced termination probability and the throughput of SUs. Numerical examples show that the throughput of SUs improves as the re-sensing probability increases.%コグニティブ無線とは，既存のユーザに割り当てられた帯域のうち時間的·空間的に空いている帯域を二次的に利用することで，有限な周波数資源の効率的な利用を可能にする技術である.自律分散型コグニティブ無線網では，二次利用ユーザ自身が空いている帯域を検知（スペクトラム·センシング）し，利用する.また，二次利用ユーザは自身の利用帯域において既存のユーザの通信信号を検知した場合には，他の空き帯域を再センシングにより検出することで通信を継続することが可能である（スぺクトラム·ハンドオフ).本稿では，自律分散型コグニティブ無線において，スぺクトラム·ハンドオフ時に二次利用ユーザが確率的に再センシングを行うか否かを決定する機構を提案する.このスぺクトラム·ハンドオフ機能を連続時間マルコフ連鎖で定式化し，二次利用ユーザの呼損率，強制切断確率，およびスループットを導出する.数値例より，セカンダリューザの再センシング確率を高く設定することにより，スループットが改善されることが判明した.