УДК 621.3.09

Статистический анализ усреднённой вероятности правильного обнаружения для случая энергетического приёмника в условиях многолучевого распространения

 

А. С. Гвоздарев, М. А. Гуляева
Ярославский государственный  университет им. П.Г. Демидова

 Статья поступила в редакцию 7 ноября 2016 г. 

Аннотация. В работе на примере энергетической схемы принятия решения системой когнитивного радио о занятости некоторой частотной полосы рассмотрена задача анализа зависимости усреднённой вероятности правильного обнаружения от параметров многолучевого канала, в котором происходит распространение сигнала. Использованы модели каналов k-μ и η-µ, представляющие собой обобщение большого числа существующих и часто используемых на практике моделей: Рэлея, Райса, Накагами, Хойта, логнормальной, односторонней нормальной и др. Проведён анализ зависимости величины отношения сигнал/шум, требуемого для достижения вероятности правильного обнаружения на уровне 0.9, от параметров рассматриваемых каналов.

Ключевые слова: энергетический приёмник, вероятность правильного обнаружения, многолучевое рассеяние.

Abstract. The dependency of an average probability of correct detection upon the parameters of the multipath fading channel is studied on the example of an energy-based scheme for white space detection in cognitive radio systems. The k-μ and η-µ composite channel models (which are the generalization of a wide variety of existing models, like Rayleigh, Rice, Nakagami, Hoyt, log-normal, one sided normal, etc) are used. For the case of integer-valued parameters we obtained closed analytical expression for averaged probability of detection. This expression was obtained on the base of earlier solution for more general channel model which takes into account possible loss of visibility (shadow effects). A numerical analysis (with subsequent physical interpretation) is carried out for the dependence of signal-to-noise ratio, which is required for correct detection probability on the 0.9 level, upon the parameters of the considered models: the number of multipath clusters µ (which represents multipath clustering effects) and the ratio between the total power of the dominant components and the total power of the scattered waves k for k-μ; the ratio between in-phase and quadrature components η and the number of multipath clusters µ for η-µ; number of degrees of freedom u (a parameter of the energy-based detection scheme). The performed study of the parameters’ joined influence upon the channel characteristics can be used at the channel estimation stage (for further compensation or equalization).

Key words: energy detection, probability of detection, multipath fading