Performance of Cognitive Radio Networks with Energy Harvesting Nodes

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K06363
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Communication/Network engineering
• Research Institution: Okayama Prefectural University
• Principal Investigator: Sakakibara Katsumi 岡山県立大学, 情報工学部, 教授 (10235137)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武次 潤平 岡山県立大学, 情報工学部, 助教 (10405483) ; 高林 健人 岡山県立大学, 情報工学部, 助教 (70803336)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: コグニティブ無線 / エネルギーハーベスト技術 / ランダムアクセスプロトコル / スロット付アロハ

Outline of Final Research Achievements

We investigate performance of secondary users with energy harvesting techniques in cognitive radio networks. Slotted ALOHA is supposed as a medium access control protocol of secondary users. Under certain assumptions, a secondary user can be modeled by a 2-dimensional Markov chain. Using the 2-dimensional Markov chain, we can formulate a fixed point equation with respect to the ratio of secondary users which actually transmit their data packet. Numerical results show that a bistable behavior can be observed in slotted ALOHA consisting of secondary users with energy harvesting techniques in cognitive radio networks to classical, similarly slotted ALOHA.

Free Research Field

通信工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

無線周波数（通信資源）は有限である反面，無線通信を利用する情報量は日々増加している．このとき，通信資源の空きを活用するコグニティブ無線，端末周辺の環境からエネルギーを獲得するエネルギーハーベスト技術，スロット付アロハ方式に代表されるMACプロトコルは，増加する情報量を収容するために重要な要素技術である．本研究の成果により，スロット付アロハ方式に限定されるものの，このような無線ネットワークの性能を評価するツールを提供することができる．