Published March 2, 2021
| Version v1
Publication
Open
An analysis of energy detector based on improved approximations of the chi-square distributions
Description
Abstract Closed-form expressions for the detection probability, the false alarm probability and the energy detector constant threshold are derived using approximations of the central chi-square and non-central chi-square distributions. The approximations used show closer proximity to the original functions when compared to the expressions used in the literature. The novel expressions allow gains up to 6% and 16% in terms of measured false alarm and miss-detection probability, respectively, if compared to the Central Limit Theorem approach. The throughput of cognitive network is also enhanced when these novel expressions are implemented, providing gains up to 9%. New equations are also presented that minimize the total error rate to obtain the detection threshold and the optimal number of samples. The analytical results match the results of the simulation for a wide range of SNR values.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يتم اشتقاق تعبيرات الشكل المغلق التجريدي لاحتمال الكشف واحتمال الإنذار الكاذب وعتبة ثابت كاشف الطاقة باستخدام تقريبات لتوزيعات مربع كاي المركزي وتوزيعات مربع كاي غير المركزي. تظهر التقريبات المستخدمة قربًا أكبر من الوظائف الأصلية عند مقارنتها بالتعبيرات المستخدمة في الأدبيات. تسمح التعبيرات الجديدة بتحقيق مكاسب تصل إلى 6 ٪ و 16 ٪ من حيث الإنذار الكاذب المقاس واحتمال اكتشاف الخطأ، على التوالي، إذا قورنت بنهج نظرية الحد المركزي. كما يتم تعزيز إنتاجية الشبكة المعرفية عند تنفيذ هذه التعبيرات الجديدة، مما يوفر مكاسب تصل إلى 9 ٪. كما يتم تقديم معادلات جديدة تقلل من معدل الخطأ الإجمالي للحصول على عتبة الكشف والعدد الأمثل للعينات. تتطابق النتائج التحليلية مع نتائج المحاكاة لمجموعة واسعة من قيم SNR.Translated Description (French)
Résumé Les expressions de forme fermée pour la probabilité de détection, la probabilité de fausse alarme et le seuil constant du détecteur d'énergie sont dérivées à l'aide d'approximations des distributions du chi-carré central et du chi-carré non central. Les approximations utilisées montrent une plus grande proximité avec les fonctions d'origine par rapport aux expressions utilisées dans la littérature. Les nouvelles expressions permettent des gains allant jusqu'à 6 % et 16 % en termes de probabilité mesurée de fausse alarme et de détection d'erreur, respectivement, si on les compare à l'approche du théorème de la limite centrale. Le débit du réseau cognitif est également amélioré lorsque ces nouvelles expressions sont mises en œuvre, offrant des gains allant jusqu'à 9 %. De nouvelles équations sont également présentées qui minimisent le taux d'erreur total pour obtenir le seuil de détection et le nombre optimal d'échantillons. Les résultats analytiques correspondent aux résultats de la simulation pour une large gamme de valeurs SNR.Translated Description (Spanish)
Resumen Las expresiones de forma cerrada para la probabilidad de detección, la probabilidad de falsa alarma y el umbral constante del detector de energía se derivan utilizando aproximaciones de las distribuciones de chi-cuadrado central y chi-cuadrado no central. Las aproximaciones utilizadas muestran una mayor proximidad a las funciones originales en comparación con las expresiones utilizadas en la literatura. Las expresiones novedosas permiten ganancias de hasta el 6% y el 16% en términos de falsa alarma medida y probabilidad de detección de fallas, respectivamente, en comparación con el enfoque del teorema del límite central. El rendimiento de la red cognitiva también se mejora cuando se implementan estas expresiones novedosas, proporcionando ganancias de hasta el 9%. También se presentan nuevas ecuaciones que minimizan la tasa de error total para obtener el umbral de detección y el número óptimo de muestras. Los resultados analíticos coinciden con los resultados de la simulación para una amplia gama de valores de SNR.Files
s13638-021-01915-5.pdf
Files
(2.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:4f6de2bcc57f2f2498b88cd866a1b3f5
|
2.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحليل كاشف الطاقة بناءً على تقريبات محسنة لتوزيعات مربع كاي
- Translated title (French)
- Une analyse du détecteur d'énergie basée sur des approximations améliorées des distributions du chi carré
- Translated title (Spanish)
- Un análisis del detector de energía basado en aproximaciones mejoradas de las distribuciones de chi-cuadrado
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3141754514
- DOI
- 10.1186/s13638-021-01915-5
References
- https://openalex.org/W1976985517
- https://openalex.org/W1991567646
- https://openalex.org/W1991974754
- https://openalex.org/W2019707189
- https://openalex.org/W2069596238
- https://openalex.org/W2072517002
- https://openalex.org/W2082580115
- https://openalex.org/W2084436032
- https://openalex.org/W2106132463
- https://openalex.org/W2107588378
- https://openalex.org/W2123856000
- https://openalex.org/W2155999145
- https://openalex.org/W2159361138
- https://openalex.org/W2168078104
- https://openalex.org/W2239136474
- https://openalex.org/W2290195878
- https://openalex.org/W2512701964
- https://openalex.org/W2525049263
- https://openalex.org/W2598631850
- https://openalex.org/W2908433781
- https://openalex.org/W2925100074
- https://openalex.org/W2945588833
- https://openalex.org/W2947226715
- https://openalex.org/W2964052684
- https://openalex.org/W3016353205
- https://openalex.org/W4300223101