A cooperative communication approach to cognitive radio

Abstract

Temel fikri kablosuz kanallardaki frekans tayfı gibi sınırlı kaynakları verimli kullanmak olan bilişsel telsizler yeni bir çığır açan teknoloji olma yolunda ilerlemektedir. Bu tez çalışmasında işbirlikli haberleşme modellerinde kullanılan tekniklerin bilişsel telsiz içeren ağlarda uygulanması ele alınarak daha yüksek veri hızlarına erişim için yeni bir kodlama ve kod çözme protokolü geliştirilmesi hedeflenmektedir. Bu amaçla bir birincil (lisanslı) ve bir ikincil (bilişsel) kullanıcıdan oluşan bir bilişsel ağın başarımı iki farklı açıdan ele alınmıştır: toplam veri hızının ve ikincil kullanıcının veri hızının en iyilemesi. İşbirlikli bilişsel çoklu erişim kanalları için özkaynakların en iyi dağılım politikaları incelenmiş, bunlara karşılık gelen güç dağılımları ve erişilebilir veri hızı bölgeleri bilgisayar benzetimleri aracılığıyla hesaplanmıştır.

Cognitive radio, whose main idea is to have intelligent devices utilize the limited resources, such as frequency spectrum in wireless channels, is becoming a groundbreaking technology. The aim of this thesis is to apply the cooperative communication techniques to the systems which consist of cognitive radio terminals and to develop new cooperative encoding and decoding protocols to reach higher data rates. Accordingly, the performance of a cognitive system where there is one primary (licensed) user and one secondary (unlicensed) user in a network is analyzed considering two approaches: maximization of the sum rate, and maximization of the rates achievable of the secondary user. Optimal power allocation policies for the cooperative cognitive multiple access channel (MAC) are obtained, and the resulting power distributions and achievable rate regions are computed via simulations.