基于循环平稳特性的MIMO系统频谱感知方法研究

摘要

近些年，全球频谱资源极度短缺，造成了一定通信发展瓶颈，这主要是由两方面原因造成的:一是目前频谱资源是由相关部门按照一定频段划分给了相关单位，未被划分、空闲的部分很少;二是已经分配的频段不能够得到充分的使用，部分为空闲或者预分配状态，这就造成了资源的虚耗。基于以上原因，有人提出了频谱感知技术，它主要思想是未授权用户(Second Users，SU)通过检测、利用属于授权用户(Primary Users，PU)的空闲频段，从而提高频谱资源利用率。目前基于单用户单天线的频谱感知研究已经很深入了，随着多天线系统的出现，需要提出一种针对多天线系统的计算简单、可靠性高的频谱感知方法。
　　针对以上问题，本论文主要目的是提出单用户在多天线环境下的频谱感知方法。首先重点研究了频谱感知的三种方法。在算法方面改进循环平稳特性检测为二阶循环统计量检测，以提高检测性能。其次将二阶循环统计量检测方法引入到多天线环境下，采用检测后合并的方式合并各接收天线检测统计量。最后为了降低算法的计算强度和复杂度，本文提出结合天线的合并技术，选择效果好的最大比合并方式改进检测方法，从而得到针对多天线系统的计算简单、可靠性高的频谱感知方法。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外发展现状

1．2．1 认知无线电技术

1．2．2 MIMO技术

1．3 主要研究内容

1．4 论文结构安排

第二章 单用户频谱感知方法

2．1 认知无线电技术

2．2 频谱感知

2．2．1 频谱感知技术简介

2．2．2 频谱感知技术分类

2．3 基于发射机信号的检测

2．4 能量检测

2．5 匹配滤波器检测

2．6 循环平稳检测

2．6．1 循环平稳特性

2．6．2 一阶循环平稳特性

2．6．3 二阶循环平稳特性

2．6．4 循环平稳特性检测方法

2．6．5 二阶循环统计量改进方法

2．7 仿真分析

2．7．1 能量检测仿真分析

2．7．2 匹配滤波器检测仿真分析

2．7．3 循环平稳检测仿真分析

2．7．4 两种检测方式检测性能对比

第三章 单用户多天线系统循环平稳特性频谱感知方法研究

3．1 多输入多输出通信系统

3．2 瑞利衰落信道模型

3．3 单用户多天线下的感知算法

3．4 均值合并统计量方法

3．4．1 检测方法

3．4．2 结果分析

3．5 加权合并统计量方法

3．5．1 检测方法

3．5．2 结果分析

3．6 选择合并统计量方法

3．6．1 检测方法

3．6．2 结果分析

3．7 三种合并统计量方法仿真对比

第四章 改进的多天线系统循环平稳特性频谱感知方法研究

4．1 改进的单用户多天线感知算法

4．1．1 改进思路

4．1．2 天线合并简述

4．2 最大比合并方法

4．2．1 最大比合并定义(MRC)

4．2．2 多天线最大比合并检测模型

4．2．3 仿真分析

4．3 等增益合并方法

4．3．1 等增益合并定义

4．3．2 等增益合并检测模型

4．3．3 仿真分析

4．4 选择合并方法

4．4．1 选择合并定义

4．4．2 选择合并检测模型

4．4．3 仿真分析

4．5 三种方法仿真对比

第五章 总结与展望

参考文献

致谢