Abstract
Cognitive Radio (CR) ad hoc network is highly considered as one of promising future ad hoc networks, which enables opportunistic access to under-utilized licensed spectrum. Similarly to other CR networks, the spectrum sensing is a prerequisite in CR ad hoc network. Collaborative spectrum sensing can help increasing sensing performance. For such an infrastructureless network, however the coordination for the sensing collaboration is really complicated due to the lack of a central controller. In this paper, we propose a novel collaborative spectrum sensing scheme in which the final decision is made by the node with the highest data reliability based on a sequential Dempster Shafer theory. The collaboration of sensing data is also executed by the proposed contention-aware reporting mechanism which utilizes the sensing data reliability order for broadcasting spectrum sensing result. The proposed method reduces the collecting time and the overhead of the control channel due to the efficiency of the ordered sequential combination while keeping the same sensing performance in comparison with the conventional cooperative centralized spectrum sensing scheme.
최근 들어 무선인지 애드 혹 네트워크(CRAHN)는 임시적으로 활용되지 않은 라이선스 스펙트럼을 기회주의적 방법으로 사용하여 통신하는 차세대 애드 혹 네트워크로 각광받고 있다. 여타 무선인지 시스템에서와 같이, 정확한 스펙트럼 센싱은 무선인지 애드 혹 네트워크 구현을 위한 필수 요소 기술이다. 중앙 제어국 중심의 협력 스펙트럼 센싱 기법은 센싱 성능을 향상 시킬 수 있으나, 무선인지 애드 혹 네트워크와 같은 비인프라망에서는 중앙 제어국이 없어 협력 센싱 구현이 어렵다. 본 논문에서는 무선인지 애드 혹 네트워크를 위한 새로운 순차적 협력 스펙트럼 센싱 기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 Dempster Shafer 이론 기반으로 국부 스펙트럼 센싱 데이터의 신뢰도가 가장 높은 인지 노드가 임시 중앙국이 되어 주변 센서 노드로부터 스펙트럼 센싱값을 수집하여 스펙트럼 사용 유무에 대한 최종 결정을 만들고 그 최종 결정을 이웃 노드들에게 전송한다. 또한 본 논문에서는 분산 방법으로 개별 인지 노드들이 자신의 센싱 데이터를 효율적으로 교환하기 위한, 센싱데이터 신뢰도 순서 기반의 전송 메커니즘을 제안하였다. 시뮬레이션을 통해 제안된 방식은 기존 중앙 제어국 중심의 협력 스펙트럼 센싱 기법과 유사한 스펙트럼 센싱 성능을 제공하는 동시에, 최종 스펙트럼 결정까지 소요되는 센싱 데이터 수집시간 및 교환되는 센싱 데이터 량을 현저히 줄일 수 있음을 보였다.