移动场景下基于能量检测频谱感知算法研究

摘要

认知无线电（Cognitive Radio，CR）是为了更好地解决频谱资源紧缺的问题而提出，利用授权用户未完全使用的频谱资源在不对主用户（Primary User）产生干扰的情况下传输 CR用户的信息。其中，频谱感知技术作为 CR的的首要步骤实现准确高效的感知频谱，判定 PU是否存在。传统频谱感知算法假定PU和CR用户位置保持不变。自IEEE802.22提出修正案，对无线区域网络采用移动便携设备。CR网络的拓扑结构变为动态，CR用户可能处于 PU保护距离外，而且移动信道状况一直在改变。而传统的频谱感知算法是基于静态拓扑结构，并不适用于动态CR网络。
　　本文首先对传统基于静态模型频谱感知算法进行理论分析和仿真验证。对比三种单节点频谱感知：周期平稳特征、匹配滤波器、能量检测器，能量检测器因其不需要 PU先验知识，适用性广泛，运算简单而作为动态模型下本地频谱感知算法。协作感知算法可以极高在终端隐藏、信道状况差异大下频谱感知检测性能。针对协作感知的几种融合准则，线性加权法可以获得较好性能。
　　在动态 CR网络结构中，移动主体分为 PU移动和CR用户移动。前者主要研究 PU移动引起 CR用户处于 PU保护距离外及其对CR用户感知 PU信号造成的影响。为此我们重新定义检测性能表达式，根据表达式研究 PU按照随机游走模型和随机路径点模型下的检测能力、检测概率和移动检测容量。
　　后者主要研究CR用户在PU保护距离内按照随机游走模型移动，经历不同信道状况和阴影衰落，并且遭遇恶意用户攻击下的频谱感知检测性能。本文利用用户的位置可靠性和报告可靠性进行融合，根据 CR用户在滑动窗口内信任值总和是否超出信任门限来排除恶意用户检测统计量，改进协作频谱感知算法，提高检测性能。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外发展及研究现状

1.3 本文主要研究内容

第2章 认知无线电频谱感知技术

2.1单节点感知

2.2单节点感知算法对比

2.3协作感知

2.4 协作感知算法对比

2.5 本章小结

第3章 基于主用户移动频谱感知

3.1问题模型

3.2移动模型下检测能力

3.3移动模型检测容量

3.4 主用户移动仿真

3.5 本章小结

第4章 移动认知用户可靠协作感知

4.1模型建立

4.2 位置可靠性

4.3 用户检测

4.4算法流程

4.5 仿真结果

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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