協調センシングによる送信電力選択法

摘要

In this report, the novel cooperative sensing method for a spectrum sharing between the cognitive radio network (secondary user) and the existing system (primary user) is investigated. Not only the sensing performance but also the secondary user performance in terms of efficiency of spectrum utilization are evaluated. In the most of conventional methods, the false alarm probability based detection design criteria has been employed. However, in this case there is not guarantee of the primary system performance. On the other hand, we employ a miss detection probability criterion which has the guarantee of the primary user performance. In this criterion, the threshold design of the detection is difficult when we assume realistic channel model. We derive a threshold numerically under assuming the path-loss and log normal shadowing. In addition, to design the threshold, the transmit power level at secondary user is set preliminarily. On the other hand, we derive the allowable maximum transmit power, while the miss detection probability criteria is satisfied, by the observed test statistic. It can extend the area where the secondary user can utilize the spectrum. We propose the selection of transmit power level by the cooperative sensing. By computer simulation results, the proposed method can achieve more effective spectrum utilization, while the miss detection probability is maintained, compared to the conventional method.%本稿では，コグニティブ無線ネットワーク（セカンダリシステム）と既存システム（プライマリシステム）の周波数共用のための新しい電力基準に基づく協調センシング法の検出に関する性能と本センシング法を用いた場合のコグニティブネットワークのパフォーマンスの評価を行う．ここでは，周波数有効利用率をセカンダリシステムのパフォーマンスとして定義する．従来，誤警報確率を基準とするセンシングの設計が簡易であり多く用いられている． 本検討では，セカンダリユーザの周波数の使用条件を設定し，プライマリシステムのパフォーマンスを考慮した誤検出確率を基準とした設計法の紹介を行う．誤検出確率を基準とした場合，プライマリシステムとセカンダリシステム間のチャネルモデルが必須であり，また，仮定したチャネルモデルが実際と異なる場合，センシングの性能に与える影響が危惧される．本検討では，特にシャドウイングに着目をし，それが想定値と異なった場合のセンシングの性能の評価を行った．センシングの開催の設定には，セカンダリユーザの送信電力と誤検出確率を事前に設定することが必要となる．本検討では，検定統計量の観測結果から設定した誤検出確率及びセカンダリユーザの周波数の使用条件を満たす送信電力を導出する手法を示す．さらに，その現実的な実現方法としてセンシングによる複数送信電力からの選択法の提案を行う．計算機シミュレーションにより，従来の手法と比べて周波数利用効率特性が改善されることが確認された．