基于认知用户信任度的协作频谱检测方法的研究

摘要

随着通信技术的飞速发展，无线通信相关业务占用了大量的频谱资源，然而传统的无线网络所使用的频谱分配原则是固定、不改变的，所导致的直接结果就是无线通信的相关业务量已经不能够满足人们与日增长的需求。认知无线电(Cognitive Radio,CR)技术可以通过对周围环境进行主动学习，来判断出频谱的使用情况，并利用机会接入的方式来对空闲的授权频段进行使用，从而使频谱的利用率得到提高。频谱检测是实现 CR技术中的一个核心环节，本文重点对多个用户协作式频谱检测进行详细研究。
　　首先，研究了CR技术的发展背景及其意义、国内外研究现状；对一些具有代表意义的单个用户的频谱检测法对比分析，其详细的研究内容包括：主用户发射机端检测与接收机端检测；为了避免本地频谱检测法的局限性，进一步系统地研究了协作式频谱检测法与其有关的数据融合准则。
　　其次，针对 CR系统中传统双门限检测算法不足与信道不理想所导致的检测效果不理想的情况。第三章提出了一种基于认知用户信任度的协作式频谱检测法，进一步改善了系统地检测性能。此方法基于传统双门限检测算法和认知用户信任度不同，在传输过程中对信任用户采用纠错编码技术，来提高系统的检测性能，传送2比特和3比特编码到融合中心(Fusion Center,FC)，之后再分别应用不同融合准则融合，最后在FC进行“或”准则融合。经仿真结果得出，本章提出的方法可以有效的提升频谱检测性能及可靠性。
　　最后，针对 CR系统中控制信道上过多的通讯需求不仅耗损大量的带宽成本而且判断结果不可靠的问题，第四章提出一种基于改进的信任度分簇式协作频谱检测方案。此方法将自适应双门限检测方法与分簇式协作检测方法联合起来，对次信任区域进行均分划分，对信任区域与次信任区域用户分别编码发送至簇头，簇头将次信任区域编码转化为判决结果，与信任用户判决结果使用“或”准则融合得到簇内判决结果，并发送至FC，从而得到最终判决。经仿真结果得出，本章所提出的方案，不仅可以有效地提升检测概率，并且可以降低控制信道上的通信请求，进而减少系统资源的消耗。

目录

声明

第一章 绪论

1.1认知无线电研究背景及意义

1.2认知无线电技术

1.3认知无线电国内外现状

1.4论文结构安排

第二章 频谱检测技术

2.1频谱检测概述

2.2单节点频谱检测

2.3多节点协作频谱检测

2.4协作检测数据融合准则

2.5仿真与分析

2.6本章小结

第三章 基于认知用户信任度协作频谱检测

3.1能量检测

3.2传统双门限检测

3.3纠错编码技术

3.4基于认知用户信任度协作频谱检测算法

3.5仿真与分析

3.6本章小结

第四章 基于改进的认知用户信任度分簇式协作频谱检测

4.1自适应双门限协作频谱检测

4.2传统分簇协作频谱检测

4.3基于改进的认知用户信任度分簇式协作频谱检测算法实现

4.4仿真与分析

4.5本章小结

第五章 结论与展望

5.1本文总结

5.2未来研究问题

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文及专利