Spectrum Sensing, Measurement, and Modeling

Modeling spectrum sensing is a critical step that paves the way to (i) identify the key impairments that affect the detection performance and (ii) help develop algorithms and receiver architectures that mitigate these impairments. In this chapter, realist

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REPORT


Spectrum Sensing, Measurement, and Modeling Ghaith Hattab and Danijela Cabric

Contents Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spectrum Sensing Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Energy Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pilot Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cyclostationarity Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beyond Classical Detection Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Energy Detection Under Noise Uncertainty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Modeling Noise Uncertainty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Compensating Noise Uncertainty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pilot Detection Under Frequency Offsets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Modeling Frequency Offsets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Compensating Frequency Offsets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cyclostationarity Detection Under Imperfect Synchronization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Modeling Cyclic Frequency Offsets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Compensating Frequency Offsets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wideband Sensing: Challenges and Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Adjacent Band Interfering Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . RF Front-End Nonlinearity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Abstract

Modeling spectrum sensing is a critical step that paves the way to (i) identify the key impairments that affect the detection performance and (ii) help develop algorithms and receiver architectures that mitigate these impairments. In this chapter, realistic and practical sensing models are presented beyond those

G. Hattab ()  D. Cabric