Modeling And Performance Analysis Of Cognitive Radio Networks

Summamry:

Cognitive radio heralds the next step in the evolution of wireless communications. Cognitive radio networks are inherently priority based and preemptive. Hence, keeping track of each resource in each cell is mandatory. In this thesis, an analytical model for infrastructure based cognitive radio systems is proposed, and its performance is evaluated under even and uneven traffic scenarios in a multiple cell environment. Performance metrics like probabilities of dropping and blocking for primary and secondary users as well as forced termination and forced frequency handoff for secondary users are investigated, and the analytical model is verified with simulations. In addition to the analytical model, a new capacity assignment method is proposed to compensate for uneven traffic load distribution. The proposed method considers offered traffic, hop count to the heavily loaded cell, and velocity of mobile users during capacity assignment and performs better in terms of probability of blocking, dropping, and forced termination.

Özet:

Akıllı radyo kablosuz iletişim teknolojilerinde yeni bir açılıma öncülük etmektedir. Akıllı radyo ağları doğası gereği sonsuz öncelikli düzenceye sahiptir. Bu nedenle her kaynağın hücre bazlı olarak takip edilmesi zorunludur. Bu tezde altyapı destekli akıllı radyo mimarisi için analitik model önerilmiş ve bu modelin tektürel ve çoktürel trafik senaryoları altında, çok hücreli ortamda performansı incelenmiştir. Performans ölçütleri olarak, birincil ve ikincil kullanıcılar için bloke olma ve bağlantı kopması olasılıkları, ikincil kullanıcılar için ayrıca zorunlu sonlandırma ve zorunlu frekans değiştirme olasılıkları incelenmiştir. Analitik model simulasyonlarla doğrulanmıştır. Analitik modele ek olarak çoktürel trafiğin etkilerini telafi etmek için yeni bir kapasite planlama yöntemi önerilmiştir. Önerilen yöntem sunulan trafik, ağır yüklü hücreye hoplama uzaklığı ve hareketli kullanıcıların hızını dikkate alarak atama yaparak bloke olma, bağlantı kopması ve zorunlu sonlandırma ölçütlerinde daha iyi sonuçlar elde etmektedir.