认知无线电网络中频谱感知与共享技术研究

摘要

频谱资源是不可再生资源,然而,频谱资源授权使用方式下,许多授权频谱并没有得到充分利用。宝贵的频谱资源未被充分利用这一问题通过认知无线电技术可以很好地解决。认知无线电是一种基于软件无线电的新近发展的技术,它能感知周围环境中暂未被使用的频谱,即空白频谱,并在不干扰带外主用户的基础上有效利用空白频谱,实现频谱共享。一定范围内的多个认知无线电可以组成认知无线电网络,该网络需要保证各个认知用户通信的服务质量,同时要保证网络内认知用户使用空白频谱的公平性。
　　本文主要研究认知无线电网络中频谱感知与共享技术,以使认知无线电网络能够有效利用空白频谱。
　　在频谱感知技术研究中,本文充分利用了认知用户分布于不同地理位置的特点,距离主用户较近的认知用户,其采样信号具有较大的功率,运用能量检测能够快速检测到主用户;而对于微弱信号,本文充分利用采样信号中蕴含的信息,运用最大最小特征值法(MME)对其进行二次检测,这就是本文提出的基于信噪比的混合频谱感知技术。算法执行过程中,通过取消特征值排序的过程而直接计算最大和最小特征值的方法,对MME算法进行了算法改进,降低了MME算法的计算复杂度。仿真结果表明了检测算法的可靠性。
　　在频谱共享技术研究中,本文利用竞价拍卖模型进行频谱共享。然而传统的竞价拍卖方法追求网络吞吐量最大化,较少关注认知用户之间利用空白频谱的公平性,并且认知用户可以谎报信道估计值。本文对传统的基于竞价拍卖的频谱共享方法进行了改进。改进后的方法保留了原方法的有效性,同时使频谱共享具有了公平性和较高的诚信度。仿真结果表明了改进方法的效能。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 认知无线电网络概述

1.2 论文的选题及意义

1.3 论文的主要贡献及结构安排

第二章 频谱感知技术与频谱共享技术概述

2.1 认知无线电频谱感知技术

2.2 频谱共享技术

2.3 本章小结

第三章 基于信噪比的混合频谱感知技术

3.1 总体描述

3.2 最大最小特征值频谱感知方法及其改进

3.3 基于信噪比的混合频谱感知方法

3.4 异步融合合作频谱感知

3.5 本章小结

第四章 基于竞价拍卖的频谱共享改进方法

4.1 基于竞价拍卖的频谱共享模型

4.2 基于竞价拍卖的频谱共享方法

4.3 基于竞价拍卖的频谱共享改进方法

4.4 仿真分析

4.5 本章小结

第五章 结束语

5.1 工作总结

5.2 研究展望

致谢

缩略语对照表

参考文献