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研究生:張簡名俊
研究生(外文):Ming-Jyun Jhang Jian
論文名稱:感知無線電系統中利用RSSI資料庫或改良交相關以偵測主要使用者之機制
論文名稱(外文):Primary User Detection Mechanism by RSSI Database Access or Cross-correlation Improvement in Cognitive Radio
指導教授:張伯浩
指導教授(外文):Po-Hao Chang
學位類別:碩士
校院名稱:國立東華大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
論文頁數:54
中文關鍵詞:感知無線電接受訊號強度指示交相關
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感知無線電(Cognitive Radio, CR)為一種有效率使用頻譜的技術,隨著美國聯邦通訊委員會(Federal Communications Commission; FCC)於2008年提出的頻譜使用政策,感知無線電裝置不再需要具備完全感知頻譜的能力,在遇到較難感測的環境中,能藉由頻譜資料庫的幫助,取得當時頻譜使用情形。
在新的頻譜使用政策下,具備感知無線電功能的裝置,若能透過本身的感測,得到當下頻譜使用的狀況,如此一來不只能節省詢問頻譜資料庫所造成裝置本身的能量消耗,也能減少頻譜資料庫設備本身的負載,只有在無法靠裝置本身感測的環境下,才去使用頻譜資料庫。
本篇論文中,提出了利用接收訊號強度(Receive Signal Strength Indicator, RSSI)地圖資料庫結合交相關偵測主要使用者的感測機制,目的是希望感知無線電裝置能靠自己本身達到感測的區域的最大化,減少裝置本身需要透過詢問頻譜資料庫得到當下頻譜使用情形而消耗的資源。

Cognitive Radio (CR) is a technique which can efficiently use the spectrum. According to the policy released by the Federal Communications Commission (FCC) in 2008, CR devices do not necessarily have to possess the complete capability of sensing the spectrum. The spectrum utilization may be obtained with the help of spectrum database when spectrum sensing is somewhat difficult.
For the devices with sensing capability, the spectrum utilization may be obtained by itself in order to save the power required to access the spectrum database and the load of the spectrum database. The database is only called into use when the sensing devices are not applicable.
In this thesis, a primary user detection mechanism by using the Receive Signal Strength Indicator (RSSI) spectrum database with cross-correlation improvement is proposed. By maximizing the sensing capability of the devices, this mechanism can reduce the resource consumption of accessing the spectrum database so that the spectrum utilization may be obtained.

中文摘要…………………………………………………… ii
Abstract iii
目錄 iv
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 3
1.3 論文架構 6
第二章 研究背景 7
2.1 感知無線電 7
2.1.1 感知無線電概述 7
2.1.2 感知無線電系統架構 10
2.1.3 感知無線頻譜偵測方法簡介 12
2.2 頻譜共享政策 15
2.2.1 電視白頻帶 15
2.2.2 FCC頻譜共享政策 17
2.2.3 頻譜資料庫的共享與管理 18
2.2.4 共享頻譜下的裝置分類 19
2.3 交相關 21
2.4 RSSI地圖資料庫 25
2.4.1 接收訊號強度指示 25
2.4.2 RSSI地圖資料庫 28
2.5 移動平均濾波器 29
第三章 系統模型 33
3.1 系統架構 33
3.2 使用交相關與頻譜資料庫偵測主要使用者 38
3.3 RSSI地圖資料庫偵測主要使用者 40
第四章 RSSI地圖資料庫可行性模擬 43
4.1 模擬結果 43
4.2 有主要使用者存在時 44
4.3 主要使用者不存在時 47
4.4 SNR值與相似度比較 49
第五章 結論與未來展望 51
5.1 結論 51
5.2 未來展望 52

[1] J. Mitola, “Cognitive radio: making software radios more personal,” Personal Communications, IEEE, 1999
[2] FCC, Second Memorandum Opinion and Order. ET Docket No. 04-186, DA 11-131, Jan. 2011
[3] Abdulla K. Al-Ali, Yifan Sun, Marco Di Felice, Jarkko Paavola, and Kaushik R. Chowdhury, “Accessing Spectrum Databases Using Interference Alignment in Vehicular Cognitive Radio Networks,” IEEE Transactions On Vehicular Technology, 2015
[4] Abdulla Al-Ali, Kaushik Chowdhury, Marco Di Felice, and Jarkko Paavola, “Querying spectrum databases and improved sensing for vehicular cognitive radio networks,” IEEE ICC 2014
[5] 彭心儀,吳糧竹,“由美國「閒置頻譜」共享政策之最新發展再次思考我國相關管制架構,” NCP Newsletter,2011
[6] 馬席彬,林榕茂, ”應用於感知無線電技術之頻譜偵測方法,” NCP Newsletter,2010
[7] Allen Yang, “Overview of FCC’s New Rules for TV White Space Devices and database updates,” FCC, USA, 2014
[8] 古孟霖,”寬頻感知無線電及壓縮感知技術簡介,” NCP Newsletter,2012
[9] Won-Yeol Lee, Ian. F. Akyildiz, “Optimal Spectrum Sensing Framework for Cognitive Radio Networks,” IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS, 2008
[10] Geirhofer S., Tong L. Sadler, B.M., “Dynamic Spectrum Access in the Time Domain: Modeling and Exploiting White Space,” IEEE Communications Magazine, 2007
[11] Shellhammer, S.J., Sadek, A.K., Wenyi Zhang, “Technical challenges for cognitive radio in the TV white space spectrum,” IEEE Journals of Selected Topics in Signals Processing, 2008

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