Bilişsel radyo ağlardaki spektrum paylaşım modelinin sönümlemeli kanallardaki başarım analizi
Performance analysis of spectrum sharing model in cognitive radio networks over fading channels
Yazar: MAİDE SULTAN ARDIÇ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ARİF BAŞGÜMÜŞ ; DOÇ. DR. MUSTAFA NAMDAR
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Kablosuz iletişim = Wireless communication ; Kapasite analizi = Capacity analysis ; Nakagami dağılımı = Nakagami distribution ; Spektrum = Spectrum ; Sönümleme katsayısı = Damping coefficient

Özet:
Bu tez çalışmasında, bilişsel radyo ağı için spektrum paylaşım modelinde birincil kullanıcıdan gelen girişimin etkisi dikkate alınarak, ortalama alınan güç kısıtlaması altında ikincil kullanıcı için ergodik kapasite performansı analiz edilmektedir. Kapasiteyi maksimuma çıkaran su doldurma çözümü ve güç tahsisi yaklaşımı ile Nakagami-m ve log-normal dağılımlı sönümleme kanalları üzerinde ergodik kapasiteye ilişkin teorik çıkarımlar türetilmektedir. Birincil ağ kaynaklı girişim kanallarının, ikincil kullanıcının kapasitesi üzerinde önemli ölçüde etki oluşturduğunu göstermektedir. İkincil kullanıcı için ergodik kapasite performansı; işaret gürültü oranı değişimi altında, Nakagami-m dağılımın sönümleme parametresi, log-normal dağılımın standart sapması ve ikincil kullanıcın optimum gücünü belirleyen Lagrange çarpanı parametreleri dikkate alınarak, Monte Carlo benzetimleriyle analiz edilmektedir. Nümerik sonuçlardan, ergodik kapasitenin artan işaret gürültü oranları ile performans başarımının iyileştiği gözlenmektedir. Nakagami- dağılımının sönümleme parametresi artırıldığında ergodik kapasite kötüye gittiği görülmektedir. Log-normal dağılımın standart sapması artırıldığında ise sistem başarımı pozitif yönde etkilenmiştir. Ancak birincil kullanıcı vericisinin ikincil kullanıcı alıcısında yol açtığı girişimin gücü arttığında ikincil kullanıcının ergodik kapasitesinin azaldığı anlaşılmıştır. Çalışmada seçilen sönümlü kanallar, parametreler ve bu parametrelerin farklı değerleri için değiştirilerek sistem modeline uygulanması sonucu kapasite analizinde oluşturduğu etkilerin araştırmacılara parametre ve kanal seçimi açısından yol göstermesi planlanmıştır.

Abstract:
In this thesis, the spectrum sharing model for cognitive radio networks is investigated. Considering the effect of the interference from the primary network transmitter, ergodic capacity performance for the secondary user is analyzed on the Nakagami-m and Log-Normal distributed fading channels under the average received power constraint. The simulation results obtained by the numerical calculations show that the primary network-generated interference has a significant impact on the ergodic capacity of the secondary users. Ergodic capacity performance for the secondary user is verified by Monte Carlo simulations, taking into account the fading parameter of the Nakagami-m  distribution, the standard deviation of the log-normal distribution, and the Lagrange multiplier parameters that determine the optimum power of the secondary user. When evaluated numerical results, it is observed that the performance of the ergodic capacity improves with increasing signal-to-noise ratio. It has been observed that the capacity has deteriorated if the fading parameter of Nakagami-  distribution is increased. When the standard deviation of the log-normal distribution was increased, the system performance was positively affected. However, it has been found that the ergodic capacity of the secondary user decreases as the power of interference caused by the primary user transmitter increases in the secondary user receiver. In the study, it is planned to guide the researchers in terms of parameter and channel selection by the effects of the selected fading channels, parameters and the effects of these parameters on the system model by changing their values.