الفهرس 
Acknowledgements
Cognitive Radio NetworksOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 166 |  |  |
| | | from | 166 | | |
Abstract
ملخص الرسالة باللغة العربية
”تحسين الأداء للإستشعار الطيفي للراديو الإدراكي بإستخدام
تقنية الإستشعار المضغوط”
يعد الادراك الطيفي من أهم المكونات البنيوية الأساسية لتحقيق الوجود للأنظمة الراديوية
الإدراكية والتي يتم تنفذه من خلال إستخدام مبدأ الاستشعار الطيفي، وهي عبارة عن عملية تجميع
عينات من القناة الترددية تحت المعاينة للوصول إلى استنتاج أو قرار حول إذا ما كانت القناة الترددية
تحت المعاينة والاختبار متاح للاستخدام من قبل المستخدم الثانوي أو إنها مشغولة من قبل المستخدم
الرئيسي. كما تعرف القناة الترددية متاحة للاستخدام او إعادة الاستخدام من قبل المستخدم الرئيسي
بالفجوة الطيفية. وعليه فانه يتطلب أن تمتلك عملية الاستشعار الطيفي كفاءة والقوة والسرعة. غير أن
عملية الاستشعار الطيفي تعاني من تحديات جمة.
فاذا ما تحدثنا عن نطاق الطيف الترددي العريض فإن تقنية معدل عينات نايكويست تعد إحدى
هذه التحديات، الذي يتطلب أجهزة معالجة إشارة رقمية فائقة السرعة ويتطلب وجود سعات تخزين بيانات
كبيرة. ومن الحلول المتاحة لمعالجة هذه المشكلة هي تقنية استشعار الطيف المضغوط التي تعد حلاا
اما
هتما
جذاب، نال ا كبي اار من قبل الباحثين في هذا المجال. وفي هذه الرسالة، ناقشنا الأبحاث العلمية
ذات العلاقة والمستخدمة لحل مشكلة استشعار الطيف الترددي ذو النطاق العريض لشبكات الراديو
الادراكي باستخدام تقنية الاستشعار المضغوط من حيث كيفية تم صياغة المشكلة وتقديمها وتذليلها
لتحسين أداء الكشف للإشارة.
كما تمكنا في بحثنا من إيجاد تعبير (معادلة) رياضية يحسب منه عدد القياسات المطلوبة
للكشف المضغوط. باستخدام مصفوفة القياس التي تعرف بـتحويل جيب التمام الزاوية المتقطع. حيث
أظهرت نتائج المحاكاة إن عدد القياسات المستخدمة بواسطة المعادلة الرياضية تقارب في دقتها لحد
كبير عدد القياسات الناتجة عند استخدام خوارزمية نظام الراديو الادراكي العريض التردد المعتمد على
القياسات المضغوطة مع وجود فارق نسبي صغير جدا بينهما بسبب عمليات التقريب الرياضية عندتكوين المعادلة. كما ان المقارنة بين المعادلة الرياضية والخوارزمية أجريت عبر مقارنة احتمالية الكشف
مقابل نسبة الضغط أو الانضغاط.
ومن جهة أخرى، أظهرت بعض الأبحاث المنشورة حديثا إن كشف إشارة المرسلة للمستخدم
الأساسي نتائج مبشرة باستخدام نسب صغيرة لضغط او الانضغاط أثناء اختبارها عبر قناة ضوضاء
جاوس المضافة البيضاء. غير أن اختبار أداء القياسات المضغوطة خلال اختبار قنوات الاضمحلال
أو الخبو لم يتم البحث فيها بعد باستخدام تقنية الاستشعار المضغوط. وهذا كان حافز لنا لأخذه بعين
الاعتبار والبحث فيه. فاقترحنا قياسات الكشف المضغوط محسنة باستخدام كاشف الطاقة اثناء اختبارها
بقناة الخبو المسماة رالي. والخوارزمية المقترحة تم بناءها وبرمجتها باستخدام برنامج المحاكاة الشهير
المات لاب. وبينت نتائج مقارنة الأداء أفضلية وتفوق الخوارزمية المحسنة المعتمدة على القياسات
المضغوطة عن أداء كاشف الطاقة التقليدي.
كما قمنا بدراسة تأثير استخدام إيتا أو جزء من طاقة إشارة المستخدم لتحسين أداء الكشف
بالنسبة لنسبة الضغط المستخدمة. فقد وجدنا أن العلاقة بينهما علاقة طردية غير خطية. وفي نفس
الوقت العلاقة بين إشارة الضوضاء ونسبة الضغط طردية خطية. ووجدنا أن مقدار الزيادة في نسبة
الضغط لتحسين قيمة إيتا تؤدي الى تحسين نسبة احتمالية الضغط. غير أن هذه الزيادة لإيتا يجب أن
تكون محكومة بمحدد بحيث لا تؤدي هذه الزيادة في نسبة الضغط الى انهيار احتمالية الكشف
للمتحسس.
كما تم الاخذ بعين الاعتبار دراسة سيناريو الإستشعار الطيفي المشترك لشبكات الراديو الإدراكي، حيث
تقوم مجموعة من المستخدمين الثانويين يستخدمون القياسات المضغوطة بمساعدة بعضهم بعض لكشف
أو إستشعار الإشارة المرسلة من قبل المستخدم الأساسي. حيث تم التركيز على التحقيق والبحث من
أجل أيجاد كلا من القرار المضغوط وكذلك مقدار الحد الفاصل لكاشف القرار الامثلين عبر التحليل
الرياضي، حيث اشتق قانون التصويت الأمثل المعتمد على القياسات المضغوطة إضافة الى مقدار
الحد الفاصل لكاشف القرار. وختاما إن نظرية الإستشعار المضغوط قائمة على إفتراض أن الإشارة
المراد معالجتها هي سبارس أي تحتوي على عدد قليل من العناصر تحمل المعلومات المفيدة بينما بقية
العناصر عبارة عن أصفار. وعليه فإن عملية إعادة بناء الإشارة بعد ضغطها بإستخدام نظرية الإستشعار
المضغوط يتم عبر إل وان نورم. وكما هو معروف أن إستخدام إل وان نورم دوماا يعطي حل وحيدوفريد للمعادلة الرياضية (ص = ا. س.) والسؤال هنا هل يمكن حدوث حالة تؤدي بأل وان نورم ان
يعطي أكثر من حل يكون سبارس وحل لنفس المعادلة ومتى؟ هو ما تم الإجابة عليه.
المهندس/ خالد علي أحمد باعلي 1.6تنظيم الرسالة
هذه الرسالة تتألف من ستة فصول كالاتي:
الفصل الأول: - عبارة عن مقدمة لنظام الراديو الادراكي، حيث تم إعطاء تعريف لمصطلح ”الراديو
الادراكي” والمحفز لهذه الفكرة وأهميتها، أنواع شبكات الراديو الادراكي، إمكانية وجود شبكات الراديو
الادراكي ضمن الشبكة الرئيسية للاتصالات، دورة عمل نظام الراديو الادراكي، وما المقصود بالفجوة
الطيفية، تقنيات الكشف الطيفي لمعرفة تواجد إشارة الارسال للمستخدم الأساسي، تصنيفات الكشف
الطيفي.
الفصل الثاني: - وفيه تم عرض مقدمة لتقنية الكشف المضغوط. حيث ناقشنا الانتقال من استخدام
النظرية الاعتيادية للعينات الى الكشف المضغوط والفوائد المتحصل عليها من استخدام هذه التقنية
الجديدة. كما تم تسليط الضوء على أهمية مصفوفة الكشف او القياس في نظرية الكشف المضغوط.
وتم اختتام هذه الفصل بالحديث عن تقنية التحويل من النظام التمثيلي الى المعرفي التي تقوم بعملية
التحويل من النظام التماثلي الى الرقمي وكذلك الضغط عبر استخدام عملية واحدة للحصول على
معدل عينات مخفض أكثر من ذلك الذي يتم استخدامه في النظام الاعتيادي حيث يتم اخذ ضعف
العينات.
الفصل الثالث: - وفيه تم عرض مرجعي للأبحاث الاكاديمية العلمية ذات العلاقة بموضوع البحث.
وخصوصا الأبحاث التي تتركز حول إستخدام نظام الراديو الإدراكي المعتمد على تقنية الكشف
المضغوط. كما تم أيضا مناقشة كيفية تم صياغة المشكلة وطرق الحل المستخدمة لحل مشكلة نطاق
الطيف الترددي العريض لشبكات الراديو الادراكي وكيف أن هذه الحلول أدت بالنتيجة الى تحسين أداء
الكشف في تلك الشبكات.
الفصل الرابع: - هو فصل خاص بعرض العمل المقترح من قبلنا. حيث قسم العمل الى أربعة اقسام:()1
معرفة الحد الأدنى من القياسات المطلوبة في عملية كشف إشارة المستخدم الأساسي المرسلة باستخدام
القياسات المضغوطة، ( )2كشف إشارة المستخدم الأساسي في نطاق شبكات الراديو الادراكي العريضة
خلال وجود قنوات الاضمحلال او الخبو مستخدمين القياسات المضغوطة، ( )3إيجاد الحل الأمثل فيكل من القرار المضغوط وكذلك مقدار الحد الفاصل للكشف، ( )4دراسة تأثير إيتا على تحسين الأداء
للكاشف اخذين بعين الإعتبار نسبة الضغط، و( )5عبارة عن سؤال حول ماهي الشروط الكافية التي
من شأنها أن يؤدي بإستخدام طريقة إل وان نورم إلى إعطاء أكثر من حل فريد ويكون سبارس لحل
المعادلة الرياضية )ص =أ ∙ س (.
الفصل الخامس: - وفيه تم عرض النتائج المتحصل عليها من برنامج المحاكاة ومناقشتها إعتماداا
على ما تم عرضه في الفصل الخاص بالعرض المقترح بالفصل الرابع.
الفصل السادس: - هذا الفصل عبارة عن الاستنتاج العام لما تم عرضه في هذه الرسالة وكذلك الاتجاه
المقترح للبحث فيه مستقبلاا بما يتحقق نتائج أفضل لأداء تقنية الكشف في نظام الراديو الإدراكي.
وقد ذيلت الرسالة بقائمة المراجع