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认知无线电中协作频谱检测算法的研究

作　者: 刘彤
导　师: 谭学治
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 认知无线电协作频谱检测双自适应门限基于簇的检测模型辅助量化信息
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

认知无线电技术在无线通信的发展史上具有划时代的意义。它允许认知用户利用闲置的频谱资源,提高了频谱利用率,在一定程度上解决了频谱资源愈发稀缺的困境。同时,也对智能网络的发展、频谱分配方式的改革、自适应传输策略的应用起到了巨大的推动作用。频谱检测技术,作为认知无线电系统的基础,对整个认知无线电系统功能的发挥有着重要的价值和意义。经过长时间的研究和发展,尽管认知无线电技术和频谱检测技术都取得了比较丰硕的研究成果,但是仍存在着一些挑战。为了更好地提高频谱检测的性能,使频谱检测技术与认知无线电网络更好地融合,本文在能量检测的基础上,对本地频谱检测和协作频谱检测进行了研究。首先,针对传统的能量检测法易受噪声不确定性影响的特点,提出了基于双自适应门限的改进算法。接下来,提出了基于簇的协作检测网络模型,将认知用户划分到不同的簇中。并根据这个网络模型,提出了一套完整的协作检测流程,该流程综合了“簇内检测”和“簇间检测”两个部分。在进行簇内检测时,将双自适应门限算法应用于其中,并对双门限间的检测信息进行了量化,提出了详细的量化方案。这之后,改进了本地频谱检测的方式,将高信噪比的认知用户的量化信息进行处理,作为辅助判决信息,传递至低信噪比的认知用户处,帮助其共同完成本地频谱检测,并针对辅助判决信息的传递方式进行了研究。最后,利用改进的本地频谱检测判决结果进行簇判决,进而做出全局判决。通过仿真,验证了所提出的模型的合理性以及算法性能的优异性,双自适应门限法提升了本地频谱检测的性能,而全新的协作检测方案较传统方法也大幅提升了协作检测的性能,尤其是在低信噪比的条件下。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章绪论  8-15
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  8-11
  1.2 认知无线电的发展现状  11-13
  1.3 频谱检测的发展现状  13
  1.4 本文的结构和主要研究内容  13-15
第2章认知无线电的频谱检测技术  15-25
  2.1 引言  15
  2.2 几种常见的频谱检测方法  15-19
    2.2.1 匹配滤波器检测法  17-18
    2.2.2 循环谱检测法  18
    2.2.3 能量检测法  18-19
  2.3 各种检测方法的对比和分析  19-21
  2.4 频谱检测面临的挑战  21-23
  2.5 本章小结  23-25
第3章基于双自适应门限的本地频谱检测  25-33
  3.1 引言  25
  3.2 双自适应门限的模型  25-27
  3.3 性能及量化方式分析  27-29
    3.3.1 检测性能分析  27-28
    3.3.2 量化方式分析  28-29
  3.4 仿真验证及分析  29-32
  3.5 本章小结  32-33
第4章基于簇的协作频谱检测  33-45
  4.1 引言  33
  4.2 基于簇的协作频谱检测网络模型  33-37
    4.2.1 网络模型  33-35
    4.2.2 检测流程  35-37
  4.3 协作机制及数据融合方案  37-41
    4.3.1 辅助判决信息的量化方式  37-39
    4.3.2 辅助量化信息的传递方式  39-40
    4.3.3 判决信息的融合方式  40-41
  4.4 仿真验证及分析  41-44
  4.5 本章小结  44-45
结论  45-46
参考文献  46-51
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  51-53
致谢  53

认知无线电中协作频谱检测算法的研究

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