基于序贯检测的认知无线电协作频谱感知算法研究

摘要

无线频谱资源的稀缺严重制约了未来无线通信技术的发展，从提高频谱利用率的角度引入的认知无线电技术是解决这一问题的有效途径，已成为下一代无线通信的核心技术。频谱感知技术是认知无线电实现的基础和前提，其中协作频谱感知技术能克服单用户频谱感知的缺陷，越来越受到学术界的重视，但是其在改善感知性能的同时也引入了额外的系统开销。序贯检测算法能够在保证系统感知性能的前提下，能够缩短本地感知中数据处理所需时间和改善频谱感知算法时效性。本文主要研究序贯检测算法在协作频谱感知中的应用。
　　本文首先对认知无线电和频谱感知技术的研究现状做了介绍，并讨论了传统协作频谱感知技术的分类、融合准则和当前存在的问题，在此基础上引入序贯检测算法和协作频谱感知相结合。
　　针对传统协作频谱感知技术信噪比较低情况下系统开销大的问题，提出了一种基于能量概率分布的协作频谱序贯感知算法。该算法中，次要用户对接收到的信号采样序列进行分段，统计其段内能量值大于阈值的个数，并将其上传到融合中心，融合中心进行序贯检测得到最终判决。性能分析和仿真结果表明，所提算法的平均样本数在低信噪比时明显少于能量检测算法，并找到了使系统吞吐量最大的最佳分段长度。
　　接着，针对主用户信号活动不确定性影响检测性能的问题，对非周期检测的突变检测做出研究，提出了一种基于突变检测的协作频谱感知改进算法。该算法中，在本地感知中采用多个采样点求和作为检验统计量，通过减少判决次数减少了系统开销，同时对融合中心判决规则进行改进，取消了似然比的计算环节，减少了计算复杂度。仿真结果表明，所提改进算法能够在主用户信号状态未知的情况下准确判断出信号状态变化。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1.课题背景及研究的目的和意义

1.2.认知无线电概述

1.3.国内外研究及发展概况

1.4.本文的主要研究内容及结构安排

第2章 认知无线电协作频谱感知技术

2.1.频谱感知技术分类

2.2.单用户频谱感知技术

2.3.协作频谱感知技术

2.4.本章小节

第3章 基于能量概率分布的协作频谱序贯感知算法

3.1.系统模型

3.2.序贯检测算法

3.3.基于能量概率分布的协作频谱序贯感知算法

3.4.仿真结果及分析

3.5.本章小节

附录3-A

附录3-B

附录3-C

第4章 基于突变检测的协作频谱感知算法

4.1.突变检测算法

4.2.改进算法

4.3.仿真结果及分析

4.4.本章小节

结论

参考文献

声明

致谢