Skip to main content
. 2023 May 30;23(11):5209. doi: 10.3390/s23115209
Algorithm 1 Central Entity Computed by Traditional Signal Processing
Step 1.1 The central entity collects the edge detector, binary decision, and power vectors
of each PU at determined time instant t from the database. With this 
information, the central entity reconstructs the occupancy signal 
OccupationTtRik and constructs simultaneously, an approximation of the 
power spectral density PSD_recTtRik using only the average powers
(power vector) associated to each SU. The length of these frames is set to 1024
samples.
Step 1.2 Once the reconstruction of the occupation of each SU is performed, the mean 
value EOccupationTtRik is computed.
Step 1.3 After computing the average value of the Occupation, it is possible to infer the 
presence of one or several PUs, giving two possible vectors. First, the vector 
FC_vector=FC1,FC2, containing the central frequencies values of detected 
PUs. The length of this vector will be the number of PUs detected by the 
algorithm. A second vector, containing the occupied bandwidths by each 
detected PU Bvector=BPU1,BPU2,, is also obtained. Through the number of 
singularities and their corresponding widths detected in 
EOccupationTtRik, it is possible to estimate how many PUs are in the 
spectrum and their respective bandwidths (Bvector=BPU1,BPU2,). The 
FC_vector is integrated by the central frequency values of estimated bandwidth
for each detected PU.
Step 1.4 Knowing now the central frequency and the corresponding bandwidth of each 
detected PU, it is possible to locate them in each reconstructed PSD 
PSD_recTtRik. The mean of the interval BPUN centered on FCN of the 
PSD_recTtRik is computed giving the scalar aux_psdi,N. In the strict 
sense, this scalar represents the average power in the carrier, sensed by each 
SU, where the PUN is or should be.
Step 1.5 With the scalar aux_psdi,N of each SU located in a specific coordinate, the REM
will be built using a double interpolation. First interpolation is done through 
the IDW method and for the second one, the Kriging method is applied. Due to
the fact that in our case only eight geographical points are considered (i.e., only
eight SUs are implemented), this double interpolation is carried out with the 
purpose of having a better precision to describe the behavior of the radio 
electric space in the environment described later. In this case, each REM is 
constructed with values aux_psdi,N that specifically correspond to the average 
power of the bandwidth BPUN.
Step 1.6 Finally, the active area of each PU will be determined according to the 
information collected by each secondary entity SUi. For this, a threshold of 
80 dBm is used to classify the area estimated by the REMs that was chosen in
[41] for a wireless environment. That is, regions in the REM that are above this
threshold correspond to the active area of detected PUs.