4. Модель адаптивной модуляции для когнитивного радио

В сценарии, где условия канала колебаются динамически, системы на основе

схемы фиксированных модуляции не работают хорошо, поскольку они не могут учитывать разницу в условиях канала. В такой ситуации, система, которая приспосабливается к худшему сценарий должна быть построена, чтобы предложить приемлемую скорость битовых ошибок. Для достижения надежной и спектрально эффективной коммуникации в течение многопути замирание каналы, адаптивная модуляция используется, чтобы адаптировалась схему передачи с текущими характеристиками канала. Адаптивная модуляция основных систем изменяет параметры передачи, такие как мощность, скорость передачи данных,

кодирование и схемы модуляции, или любой их комбинации, в соответствии с

состоянием канала. Если канал может быть оценен, то передатчик может быть легко сделать, чтобы адаптироваться к текущим условиям канала путем изменения схемы модуляции при сохранении постоянной BER. Это может быть, как правило, выполняется посредством оценки канала в приемнике и передача эту оценку обратно в передатчик. адаптивная модуляция, высокая спектральная эффективность может быть достигнута при заданном BER в хорошем

условии канала, в то время как снижение пропускной способности имеет опыт в унижающие канальные условия. Основной блок-схема адаптивной модуляции на основе когнитивной системы радио показано на рисунке 3. Блок-схема обеспечивает подробный вид всего адаптивной системы модуляции со всеми необходимыми пути обратной связи.

Рисунок 3. Базовый блок-схема на основе адаптивной модуляции когнитивного радио системы

Предполагается, что передатчик имеет совершенное знание о канале и оценки канала в приемнике без ошибок и нет времени задержки. Приемник использует когерентные методы обнаружения для обнаружения сигнала. Адаптивная модуляция, Мэри PSK, M-QAM и М-й схемы я с разными режимами при условии в передатчике. Исходя из предположения, что оценка канала идеально подходит для каждого передачи, режим регулируется для максимального пропускной способности при средней BER ограничение, основанное на мгновенной SNR канала. Основываясь на идеальное знание о информации о состоянии канала (CSI), во все моменты времени, режимы настроены на максимально скорость передачи данных при средней BER ограничения.

Поток данных, bt модулируется с использованием схемы модуляции, данное вероятность выбора k-й режим модуляции от K схем модуляции может

доступен в передатчике, который является функцией оцененной ОСШ канала. Здесь h(t) замирание канала и W (Т) AWGN канала. В приемнике сигнал можно моделировать как

y(t) = h(t)x(t) + w(t)

Здесь y(t) принятый сигнал, h(t) замирание импульсной характеристики канала, и w(t) аддитивный белый гауссовский шум (AWGN). По оценкам, текущая информация канала возвращается к передатчику, чтобы решить следующую схему модуляции. Информация о состоянии канала, также передается в блок детектирования, чтобы получить обнаруженный поток данных, .

5. Математическая модель для замирания канала

Замирание каналы часто моделируется как каналы Накагами с замираниями. Функция плотности вероятности (PDF) мгновенного SNR канала, γ над замиранием Накагами дается

(4)

В (4), n управляет серьезность замирания, Γ (n) Гамма-функция определяется

это среднее ОСШ канала. Если n = 1, PDF в (4) сводится к PDF γ над замиранием Рэлея дается:

В качестве значения n растет, канал ведет себя как райсовского замирания, а при n выходит на ∞ канал сводится к каналу AWGN.

Пусть Рк вероятность выбора к-й режим из K схем возможных модуляции. Пусть ξ быть качество метрики канала. Таким образом, Pk может быть вычислена как функция ξ как

(5)

В (5), LK означает переключение режимов уровней и F (ξ) является PDF ξ. Средняя пропускная В в терминах среднего числа битов в секунду (бит), можно вычислить из

где b k является пропускной способностью отдельных мод. Когда l k = ∞, средняя

пропускная В может вычислена как

где является комплементарной интегральной функции распределения (CDF) определяется

Если мгновенное значение ОСШ канала γ считается быть использованы в качестве канала

измерения ξ в нашей адаптивной схемы модуляции над Накагами замирание канала. Выбор режима вероятности Pk может быть вычислена из

где дополняют CDF Fc (γ )определяется

В канале с замиранием Рэлея, при n = 1, то вероятность выбора режима Pk дается

Средняя пропускная В от схемы адаптивной модуляции передачи по Накагами замирания канала задается