Diplomová práce spadá do oblasti kognitivních rádiových sítí. Tyto sítě jsou schopny využívat kmitočtové spektrum efektivněji než současné radiokomunikační sítě, přičemž jednoznačnou předností je možnost koexistence kognitivních i klasických sítí. Pozornost je věnována klíčové úloze kognitivního rádia – sledování spektra. V práci jsou podrobněji zkoumány vlastnosti cyklostacionárního detektoru, jehož hlavní výhodou je vysoká spolehlivost detekce při nízkých hodnotách SNR při apriorní znalosti cyklického kmitočtu vyslaného signálu. Vlastnosti detektoru jsou testovány na OFDM signálech používaných reálnými systémy, u kterých je cyklostacionarita způsobena především využitím cyklického prefixu. Kvantitativně jsou vyjádřeny vlivy decimace cyklické autokorelační funkce a vícecestného šíření OFDM signálu naspolehlivost detekce. Stanoveny jsou optimální hodnoty vah multifrekvenčního detektoru.
Testováním spolehlivosti detekce na
vzorovém signálu bylo zjištěno, při detekci OFDM signálu subnosnými a
délkou cyklického prefixu lze při pravděpodobnosti falešného poplachu 0,05 a
hodnotě SNR -10 aplikací decimačního faktoru hodnoty zvýšit pravděpodobnost
detekce signálu 0,84. Detekční doba tedy přímo
úměrná hodnotě použitého decimačního faktoru. narůstající hodnotou výkonu šumu přenosovém kanále je
vliv decimace CAF méně zřetelný. snižující hodnotou SNR snižuje také
kolísání citlivosti detektoru. Vzhledem této vlastnosti detektor nevyžaduje časovou
ani kmitočtovou synchronizaci.
Na vzorovém signálu byla demonstrována možnost využití informace získané z
několika cyklických kmitočtů pro zvýšení spolehlivosti detekce. Bylo
dokázáno, vhodnou kombinací vah lze zvýšit spolehlivost detekce 0,729 0,967. dosažených výsledků vyplývá, při vyšších hodnotách SNR
hodnota testovací statistiky závislosti offsetu kolísá, citlivost detektoru není
konstantní, ale vzhledem velkému odstupu hodnot testovacích statistik OFDM signálu
a šumu není toto kolísání podstatné. Aby
byla detekce úspěšná, musí mít detektor apriorní informaci cyklickém kmitočtu
detekovaného signálu. Pomocí vytvořeného
detektoru bylo prokázáno, volba vhodného decimačního faktoru zvýší
pravděpodobnost správné detekce signálu přenášeného radiokomunikačním kanálem. Pro testování detektoru byl použit signál OFDM, jehož
cyklostacionarita důsledkem využití cyklického prefixu. Poukázáno bylo skutečnost, že
nevhodnou volbou decimačního faktoru vzorkovacího kmitočtu detektoru zhorší
detekční schopnost detektoru. Konkrétně jedná systémy WiFi, WiMAX,
DVB DAB. Představena byla
metoda pro určení optimálních hodnot vah přiřazených informacím jednotlivých
cyklických kmitočtů, správnost metody byla ověřena pomocí vytvořeného modelu.
Na vzorovém signálu byly analyzovány vlivy časového kmitočtového offsetu na
spolehlivost detekce.
Tento závěr vychází skutečnosti, vlivem decimace možné detektoru stejné
velikosti zpracovat větší úsek přijímaného signálu.
V práci byl popsán princip výpočtu hodnot cyklické autokorelační funkce, který je
využíván cyklostacionárním detektorem stanovení hodnot testovací statistiky. Jak bylo práci ukázáno,
cyklický prefix potlačuje některé nežádoucí jevy vyskytující souvislosti šířením
OFDM signálu přenosovým kanálem, především vznik mezisymbolových interferencí a
interferencí mezi subnosnými. Pro každý systém byly uvažovány modely šíření signálu: model
šíření signálu přímé cestě, jednoduchý dvoucestný model jedním přímým jedním
odraženým signálem model vícecestného šíření. modelů dvoucestného šíření byla
.48
6 Závěr
Diplomová práce zaměřena jednu základních metod sledování spektra,
cyklostacionární detekci.
V programu MATLAB byl vytvořen model cyklostacionárního detektoru umožňující
analýzu vlivu práci popsaných faktorů spolehlivost detekce. Nevýhodou aplikace decimačního faktoru nárůst
doby detekce hodnoty 0,1 případě, kdy není možnost decimace CAF využita, na
hodnotu 1,6 při využití decimačního faktoru 16.
Spolehlivost analyzované metody byla posléze testována při detekci signálů
využívaných reálných systémech
