认知无线电中结合用户差异性的频谱感知技术研究

摘要

随着无线通信技术的不断发展，越来越多的通信应用在人们的日常生活中被使用。这些应用需要大量的无线频谱资源，而频谱资源是有限的，认知无线电技术的发展正是为了应对这样的挑战。认知无线电技术希望没有分配到频谱资源的次用户可以在已经分配到资源的主用户的频谱空闲时使用这些频谱，从而提高频谱资源的利用率。在认知无线电的众多关键技术中，频谱感知技术的研究是最基础也是最重要的一环，频谱感知技术的优劣直接关系到次用户发现和接入主用户空闲频谱资源的机会。本研究主要内容包括：
　　⑴当前针对频谱感知技术的研究重点是多用户协作的感知技术，集中式多用户协作感知中，参与协作的次用户由于所处环境不同，它们的感知性能有差异，传统的融合方式中，将这些次用户的感知结果在最终判决中的权重看做相等，这会造成由于个别次用户感知误差太大影响最终感知结果。针对这个问题，本文提出了两种感知方法，从差异化本地感知性能和在融合中心直接调整信任度两个角度来利用次用户的差异性，通过间接或直接的方式将次用户感知性能上的差异体现到最终判决过程中，主要的研究内容包括如下:
　　⑵动态阈值的双门限协作感知方法针对上述问题通过差异化本地感知性能来调整用户在最终判决中的权重。该方法根据次用户的信噪比的不同，设定各个次用户进行能量感知时不同的能量门限值，进而影响每个次用户的本地感知性能，次用户的本地感知性能由于信噪比的不同而有所不同，这实际间接的调整了不同用户结果在最终判决中权重，感知性能优越的用户的感知结果对最终判决的影响更大，该方法有效提高了系统感知的检测概率，降低了虚警概率。
　　⑶在簇感知方法，每个簇内用户数目以及簇内用户感知性能之间有差异，造成簇的感知性能不同。传统的融合方式中，各簇的感知结果在最终判决结果中所占比例相同，造成由于个别簇感知结果较差而影响了整体的判决结果的准确性。针对该问题本文提出了基于信任度的簇感知方法。该方法根据每个簇的感知性能上的差异直接在信息融合中心中，对不同的簇的感知结果分配不同的信任度，让那些感知性能好的簇的结果在最终融合判决时占有的权重更大。该方案降低了个别性能较差的簇的结果对整体感知结果的影响，与传统方法相比，整体的检测概率更高，虚警概率更低。
　　⑷针对上述方法，进行了一系列的实验仿真，实验结果表明在不同的实验环境中，两种方法相对传统的感知融合方法性能上都有不同程度的提高。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．1．1 认知无线电的研究背景

1．1．2 认知无线电技术的概念和研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究的主要内容

1．4 论文的结构安排

第二章 认知无线电频谱感知技术研究相关

2．1 认知无线电频谱感知方法概述

2．2 单用户频谱感知方法

2．2．1 基于发射端的频谱感知方法

2．2．2 基于接收端的频谱感知方法

2．3 多用户协作感知方法

2．3．1 集中式协作感知方法

2．3．2 分布式协作感知

2．3．3 用户差异性对感知性能的影响

2．4 本文研究动机

2．5 本章小结

第三章 动态阈值的双门限协作感知

3．1 引言

3．2 双门限能量感知方法

3．2．1 双门限能量感知模型

3．2．2 双门限能量感知方法性能分析

3．3 动态阈值的检测方法

3．4 动态阈值的双门限协作感知算法

3．4．1 算法分析

3．4．2 仿真结果和分析

3．4 本章小结

第四章 基于信任度的簇感知方法

4．1 引言

4．2 基于簇的感知方法

4．2．1 基于簇感知的感知模型

4．2．2 基于簇感知的性能分析

4．3 基于信任度的簇感知方法

4．3．1 基于信任度的簇感知模型

4．3．2 仿真结果分析

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果