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认知无线网络基于正交波形的协作频谱感知技术

作　者: 冯璐
导　师: 周正；邹卫霞
学　校: 北京邮电大学
专　业: 电路与系统
关键词: 认知无线电协作频谱感知频谱编码正交脉冲设计
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

频谱感知是认知无线网络中的一项首要的关键技术,是当前研究的热点。本文选题来源于国家自然科学基金等课题,具有重要的理论意义和实际意义。本文在深入分析研究认知无线电的基本原理及其频谱感知等关键技术的基础上,重点探讨了认知无线网络多个节点协作频谱感知技术,针对认知用户的协作频谱感知中控制信道带宽受限的问题,本文提出了种基于正交波形的高效协作频谱感知方案。其主要思想是以变换域通信系统(transform domain communication system, TDCS)的原理框架为基础,对其进行了简化和特殊设计,灵活地利用了TDCS系统中频谱编码的思想以及OVSF码的正交性能,在变换域(频域)合成相互正交的传输波形,从而允许处于多个认知用户使用相同频段同时传输感知信息,简化了高层协议设计,减小了网络开销,并极大提高频谱利用率和信息传输效率。另外,针对大规模的认知无线网络中通信开销较大的特点,本文将基于正交波形传输的协作频谱感知方案应用于分簇认知网络中：即将分簇模型抽象为树形分层模型,通过对每层用户节点进行正交波形设计,保证簇内及簇间均可同时进行感知信息的传递。理论分析和仿真证明了该方案比传统方式具有明显的性能优势,特别是在认知用户节点较多的大规模认知无线网络中,其性能优势更为显著。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 引言  9-10
  1.2 研究背景及发展现状  10-15
    1.2.1 认知无线电技术  10-12
    1.2.2 协作频谱感知技术  12-15
  1.3 主要研究内容和贡献  15
  1.4 本论文的结构安排  15-17
第二章协作频谱感知技术基础  17-29
  2.1 频谱感知系统的基本模型  18-19
  2.2 单节点频谱感知  19-26
    2.2.1 单节点频谱感知算法  19-24
    2.2.2 单节点频谱感知的局限性  24-26
  2.3 协作频谱感知系统的结构  26-27
  2.4 量化问题描述  27-28
  2.5 本章小结  28-29
第三章正交波形设计  29-39
  3.1 基本设计原理  29-33
    3.1.1 TDCS的基本理论  29-31
    3.1.2 方案设计原理框架  31-33
  3.2 基于OVSF码的正交波形设计  33-35
    3.2.1 OVSF码  33-35
    3.2.2 正交波形的构造  35
  3.3 设计举例  35-37
    3.3.1 波形产生  35-37
    3.3.2 相关特性  37
  3.4 本章小结  37-39
第四章基于分簇的协作频谱感知  39-47
  4.1 基于分簇的协作频谱感知结构  39-41
  4.2 分簇协作频谱感知中的量化方案  41-44
    4.2.1 局部最优量化  41-43
    4.2.2 基于动态范围的均匀量化  43-44
  4.3 正交波形设计在分簇机制中的应用  44
  4.4 性能分析比较  44-46
  4.5 本章小结  46-47
第五章总结与展望  47-50
参考文献  50-54
致谢  54-55
攻读学位期间发表的学术论文目录  55

认知无线网络基于正交波形的协作频谱感知技术

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