Low complexity and efficient dynamic spectrum learning and tunable bandwidth access for heterogeneous decentralized cognitive radio networks

International audienceThis paper deals with the design of the low complexity and efficient dynamic spectrum learning and access (DSLA) scheme for next-generation heterogeneous decentralized Cognitive Radio Networks (CRNs) such as Long Term Evolution-Advanced and 5G. Existing DSLA schemes for decentralized CRNs are focused predominantly on the decision making policies which perform the task of orthogonalization of secondary users to optimum vacant subbands of fixed bandwidth. The focus of this paper is the design of DSLA scheme for decentralized CRNs to support the tunable vacant bandwidth requirements of the secondary users while minimizing the computationally intensive subband switchings. We first propose a new low complexity VDF which is designed by modifying second order frequency transformation and subsequently combining it with the interpolation technique. It is referred to as Interpolation and Modified Frequency Transformation based VDF (IMFT-VDF) and it provides tunable bandpass responses anywhere over Nyquist band with complete control over the bandwidth as well as the center frequency. Second, we propose a tunable decision making policy, ρt_randρt_rand, consisting of learning and access unit, and is designed to take full advantage of exclusive frequency response control offered by IMFT-VDF. The simulation results verify the superiority of the proposed DSLA scheme over the existing DSLA schemes while complexity comparisons indicate total gate count savings from 11% to as high as 87% over various existing schemes. Also, lower number of subband switchings make the proposed scheme power-efficient and suitable for battery-operated cognitive radio terminals

Un algorithme Quasi-Newton dans le domaine fréquentiel pour l'égalisation de transmission en salves

Dans ce papier, nous proposons un nouveau type d'égaliseur qui appartient à la famille des algorithmes Quasi-Newton (QN).Nous présentons un Egaliseur Linéaire Transverse et un Egaliseur à Retour de Décisions. Dans le premier cas, le Hessien est approché par un développement en série de matrices de Toeplitz. Cette formulation nous permet de développer un algorithme performant dans le domaine fréquentiel (DF). Cette même approche est utilisée pour l'algorithme d'adaptation du filtre direct de l'ERD. L'algorithme obtenu ainsi offre à la fois les avantages de vitesse de convergence des algorithmes QN et de moindre complexité due à la formulation dans le DF

Algorithmes à norme constante pour les systèmes de communication MIMO

- Un nouvel algorithme de séparation aveugle de sources pour les systèmes MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) de type BLAST (Bell Labs Layered Space-Time) est proposé, basé sur un critère de norme constante CN (Constant Norm), associé à la procédure d'orthogonalisation de Gram-Schmidt afin d'assurer l'indépendance des sorties de l'égaliseur. De cette approche deux nouveaux algorithmes sont déduits. Le premier appelé CQA (Constant sQuare Algorithm), est mieux adapté pour les modulations QAM que le classique CMA (Constant Modulus Algorithm), il fournit un niveau de bruit plus faible avec une complexité comparable. Le second est une pondération entre le CMA et le CQA pour tirer avantage des deux. Le coefficient de pondération est évalué dynamiquement, d'où son nom de CDNA (Constant Dynamic Norm Algorithm). Les algorithmes proposés reposent sur la minimisation d'une fonction de coût, construite à partir de normes, par un gradient stochastique sous la contrainte d'orthogonalité. En simulation, ces algorithmes montrent de meilleures performances comparés aux algorithmes CMA et MUK avec une complexité comparable. Le CQA atteint un meilleur état permanent que le CMA (gain de 3 dB) et le CDNA tend vers le meilleur algorithme dynamiquement entre le CMA et le CQA

HopScotch - a low-power renewable energy base station network for rural broadband access

The provision of adequate broadband access to communities in sparsely populated rural areas has in the past been severely restricted. In this paper, we present a wireless broadband access test bed running in the Scottish Highlands and Islands which is based on a relay network of low-power base stations. Base stations are powered by a combination of renewable sources creating a low cost and scalable solution suitable for community ownership. The use of the 5~GHz bands allows the network to offer large data rates and the testing of ultra high frequency ``white space'' bands allow expansive coverage whilst reducing the number of base stations or required transmission power. We argue that the reliance on renewable power and the intelligent use of frequency bands makes this approach an economic green radio technology which can address the problem of rural broadband access

Heterogeneous and opportunistic wireless networks

Recent years have witnessed the evolution of a large plethora of wireless technologies with different characteristics, as a response of the operators' and users' needs in terms of an efficient and ubiquitous delivery of advanced multimedia services. The wireless segment of network infrastructure has penetrated in our lives, and wireless connectivity has now reached a state where it is considered to be an indispensable service as electricity or water supply. Wireless data networks grow increasingly complex as a multiplicity of wireless information terminals with sophisticated capabilities get embedded in the infrastructure. © 2012 Springer Milan. All Right Reserved

Égaliseur à Retour de Décisions Pondérées et à propagation d'erreurs limitée

Un égaliseur à retour de décisions pondérées est présenté dans cet article. Il s'affranchit du problème de la propagation des erreurs. Phénomène qui se produit lors de l'apparition d'une perturbation pendant la phase de poursuite de l'égaliseur. L'introduction d'une fonction de calcul de confiance de la sortie de l'égaliseur ERD permet de diminuer la propagation des erreurs. Deux méthodes différentes de calcul et d'utilisation de cette confiance sont présentées. Sans intervenir sur la structure de l'ERD, par une simple pondération des sorties de l'égaliseur, nous arrivons à diminuer, voire à supprimer, la propagation des erreurs pour une transmission numérique dans des canaux très perturbés. De plus, les performances de l'égaliseur à retour de décisions pondérées (ERDP) en mode autodidacte sont tout à fait satisfaisantes

Markovian Model of the Error Probability Density and Application to the Error Propagation Probability Computation of the Weighted Decision Feedback Equalizer

A markovian model of the error probability density for decision feedback equalizer is proposed and its application to the error propagation probability computation is derived. The model is a generalization of the Lutkemeyer and Noll model proposed in [1]. It is obtained by the analysis of the gaussian mixture distribution of the errors which follows a Markov Process. The analysis of this process shows that the error propagation probability of the Weighted DFE [2] is less than the one of the classical DFE

Markovian model of the error probability density and application to the error propagation probability computation of the weighted, decision feedback equalizer

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