본 논문에서는 다중 채널이 존재하는 인지 라디오 시스템에서 다중 사용자가 협력하여 유휴 채널 탐색 시간을 줄이는 방법을 제안한다. 구체적으로 채널 상태에 대한 마르코프 모델을 토대로 각 채널의 유휴 확률을 추정하고 확률이 높은 순서대로 채널을 센싱함으로써 유휴 채널 탐색 시간을 줄이는 방법을 제안한다. 또한 제안한 탐색 방법을 사용자 그룹을 형성하여 그룹마다 서로 다론 채널을 동시에 센싱하는 방법과 결합함으로써 보다 향상된 센싱 성능을 얻을 수 있도록 한다. 모의실험을 통해 사용자 그룹을 형성하는 방법은 검출 신뢰도를 저하시키지만 탐색시간을 감소시킴을 검증하고, 채널 유휴 확률 추정을 이용한 센싱 순서 결정 방법을 사용하여 임의 탐색 기법에 비해 상당한 탐색 시간 감소 효과를 얻을 수 있음을 검증하였다. 최종적으로 제안한 채널 유휴 확률 추정 기반 탐색 방법과 사용자 그룹 형성 기법을 모두 적용한 인지 라디오 시스템의 유휴 채널 탐색 성능을 검증하였다.
In this paper, idle channel search schemes based on spectrum sensing are proposed for cognitive radio systems with multiple channels. Specifically, we propose a scheme for determining the order of sensing for multiple channels, for which the probability of each channel being idle is estimated every search interval. By performing sensing in the descending order of the probabilities, the time required for searching idle channels is expected to decrease. In addition, we combine the proposed scheme with a user grouping scheme to further improve the sensing performance. Simulation results show that the user grouping reduces the search time, although it degrades the reliability of detection. The proposed search scheme based on probability estimation of channel idleness is found to reduce the search time significantly as compared to the conventional random search scheme. We apply both the proposed search scheme and user grouping scheme to a cognitive radio system to validate the overall performance.
