認知無線電網絡中協作頻譜感知關鍵技術研究.pdf

1、隨著無線應用范圍的日益擴展，各種新型無線接入方式不斷涌現（如，無線局域網，無線傳感器網絡，藍牙等），導致了無線頻譜資源越來越緊缺。認知無線電是實現頻譜資源共享的關鍵技術，可有效提高無線頻譜利用率以滿足日益增長的無線通信業(yè)務需求，因此在下一代無線網絡中將有廣泛的應用前景。一般而言，認知無線電系統(tǒng)需要首先感知到空閑頻譜的存在，然后對其加以充分利用，以此提高無線頻譜利用率。因此，快速可靠的頻譜感知技術是決定認知無線電由理論研究走向實用階段的關

2、鍵因素。
　　 本論文以認知無線電技術為背景，深入研究認知無線電網絡中的協作頻譜感知技術，通過認知用戶之間的彼此協作，以有效改善認知用戶的頻譜感知性能，主要工作和創(chuàng)新如下：
　　 （1）構建了認知無線電協作感知模型，提出了基于放大轉發(fā)和解碼轉發(fā)的協作頻譜感知方案。
　　 通過認知用戶間的彼此協作，可以使得認知無線電網絡獲得明顯的空間分集增益，從而顯著改善認知無線電系統(tǒng)的感知性能。由此，提出了兩種基于放大轉發(fā)和解碼

3、轉發(fā)的協作頻譜感知方案，并且在瑞利衰落環(huán)境下對所提方案的檢測概率和檢測時間進行了理論分析，給出了非協作感知和協作感知的檢測概率和檢測時間的解析表達式。仿真實驗結果表明：在虛警概率一定的情況下，協作感知方案的檢測概率明顯優(yōu)于非協作方案，并且可以顯著減少感知時間，這也說明了用戶協作為認知無線電網絡帶來了可觀的感知性能增益。
　　 （2）構建了多認知用戶協作感知模型，提出了基于最佳中繼選擇的協作頻譜感知方案。
　　 根據認知網

4、絡中所有候選用戶的通信鏈路質量，選擇最佳中繼對主用戶進行協作感知，從而可以獲得明顯的多用戶分集增益，顯著提高認知無線電系統(tǒng)的感知性能。在瑞利衰落環(huán)境下，對所提出的多用戶協作方案和傳統(tǒng)非協作方案的檢測性能進行了理論分析，得到了系統(tǒng)檢測概率和檢測時間的解析表達式。仿真結果表明，與非協作方案相比，多用戶協作感知方案能夠顯著提高主用戶的檢測概率，所需的檢測時間明顯減少，且隨著候選中繼用戶數目的增加，多用戶協作方案能獲得更多的分集增益，因而對主用

5、戶檢測性能的改善量越加明顯。
　　 （3）構建了自適應用戶協作頻譜感知的系統(tǒng)模型，提出了基于自適應用戶數據融合的協作頻譜感知方案。
　　 通過利用認知用戶間的自適應協作，提出一種基于自適應用戶數據融合的協作頻譜感知方案，以改善對主用戶的檢測性能。在瑞利衰落環(huán)境下，理論推導了所提自適應協作數據融合方案的檢測概率和檢測時間。根據推導得到的性能解析表達式，對非協作方案和所提出的自適應協作融合方案，進行了相應的數值實驗和性能比較