Интеллектуальное определение спектра когнитивного радио на основе детектирования энергии для сложных сигналов

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347022030049

Ключові слова:

частота битовых ошибок, отношение сигнал/шум, метод частотного мультиплексирования нескольких несущих с универсальной фильтрацией, детектирование энергии, пятое поколение, мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов, циклический префикс, спектральная плотность мощности, многоканальный вход — многоканальный выход, метод нескольких несущих с банком фильтров, промышленный интернет вещей, IIoT, отношение пиковой и средней мощности, программно-определяемая радиосвязь, обратное быстрое преобразование Фурье, быстрое преобразование Фурье, когнитивное радио, вероятность ложной тревоги

Анотація

В статье разработан и промоделирован метод определения спектра на основе детектирования энергии ED (energy detection) для метода частотного мультиплексирования нескольких несущих с универсальной фильтрацией трафика UFMC (Universal Filtered Multi Carrier). Кроме того, проектирование и анализ предложенной системы и системы мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) с использованием циклического префикса CP (Cyclic Prefix) и без него, проведено с точки зрения точного обнаружения, ложного обнаружения, пиковой мощности, частоты битовых ошибок (BER), и спектральной плотности мощности (PSD). Видно, что ED эффективность выше для UFMC структуры по сравнению с OFDM системой.

Посилання

H. Lv, P. Li, Q. Yan, H. Zhang, “Energy-efficient multi-cell resource allocation in cognitive radio-enabled 5G systems,” EURASIP J. Adv. Signal Process., vol. 2019, no. 1, p. 4, 2019, doi: https://doi.org/10.1186/s13634-018-0599-8.

V. Kumar, M. Mukherjee, J. Lloret, “Reconfigurable architecture of UFMC transmitter for 5G and its FPGA prototype,” IEEE Syst. J., vol. 14, no. 1, pp. 28–38, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/JSYST.2019.2923549.

Z. Guo, Q. Liu, W. Zhang, S. Wang, “Low complexity implementation of universal filtered multi-carrier transmitter,” IEEE Access, vol. 8, pp. 24799–24807, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2970727.

L. Chen, J. G. Yu, “Interference cancelation scheme with variable bandwidth allocation for universal filtered multicarrier systems in 5G networks,” EURASIP J. Wirel. Commun. Netw., vol. 2018, no. 1, p. 1, 2018, doi: https://doi.org/10.1186/s13638-017-1011-3.

V. Vakilian, T. Wild, F. Schaich, S. ten Brink, J.-F. Frigon, “Universal-filtered multi-carrier technique for wireless systems beyond LTE,” in 2013 IEEE Globecom Workshops (GC Wkshps), 2013, pp. 223–228, doi: https://doi.org/10.1109/GLOCOMW.2013.6824990.

H. Wang, Z. Zhang, Y. Zhang, C. Wang, “Universal filtered multi-carrier transmission with active interference cancellation,” in 2015 International Conference on Wireless Communications & Signal Processing (WCSP), 2015, pp. 1–6, doi: https://doi.org/10.1109/WCSP.2015.7341313.

M. Zhang et al., “Overlapped universal filtered multicarrier system for uplink wireless communication,” Int. J. Commun. Syst., vol. 33, no. 1, p. e4148, 2020, doi: https://doi.org/10.1002/dac.4148.

K. K. Kishore, P. R. Umar, V. J. Naveen, “Comprehensive analysis of UFMC with OFDM and FBMC,” Indian J. Sci. Technol., vol. 10, no. 17, pp. 1–7, 2017, doi: https://doi.org/10.17485/ijst/2017/v10i17/114337.

S. Gokceli, B. Canli, G. K. Kurt, “Universal filtered multicarrier systems: Testbed deployment of a 5G waveform candidate,” in 2016 IEEE 37th Sarnoff Symposium, 2016, pp. 94–99, doi: https://doi.org/10.1109/SARNOF.2016.7846772.

P. Praneeth Kumar, K. Krishna Kishore, “BER and PAPR analysis of UFMC for 5G communications,” Indian J. Sci. Technol., vol. 9, no. S1, 2016, doi: https://doi.org/10.17485/ijst/2016/v9iS1/107820.

J. Zhang, Y. Chen, Y. Liu, H. Wu, “Spectrum knowledge and real-time observing enabled smart spectrum management,” IEEE Access, vol. 8, pp. 44153–44162, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2978005.

G. Rathee, N. Jaglan, S. Garg, B. J. Choi, K.-K. R. Choo, “A secure spectrum handoff mechanism in cognitive radio networks,” IEEE Trans. Cogn. Commun. Netw., vol. 6, no. 3, pp. 959–969, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/TCCN.2020.2971703.

S. Nandakumar et al., “Efficient spectrum management techniques for cognitive radio networks for proximity service,” IEEE Access, vol. 7, pp. 43795–43805, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2906469.

Annu, Gaganpreet, “Design and analysis of 5th order Chebyshev low pass filter,” Int. J. Eng. Sci. Res. Technol., vol. 3, no. 7, pp. 1–4, 2014, uri: http://www.ijesrt.com.

Спектральная плотность мощности UFMC

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-03-20 — Оновлено 2022-03-20

Як цитувати

Кумар, А., & Шарма, Х. (2022). Интеллектуальное определение спектра когнитивного радио на основе детектирования энергии для сложных сигналов. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 65(3), 175–181. https://doi.org/10.20535/S0021347022030049

Номер

Том 65 № 3 (2022)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.