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认知无线电网络中的合作频谱感知技术研究

作　者: 金煦
导　师: 谢磊；陈惠芳
学　校: 浙江大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 认知无线电网络 合作频谱感知 宽带感知 信誉度 分组合作
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 328次
引　用: 2次
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内容摘要


认知无线电是一种解决频谱稀缺的有效途径,作为下一代网络发展中的关键技术正受到越来越多的关注,而频谱感知作为认知无线电网络中的重要技术近几年来也成为了研究的热点。频谱感知是带有认知功能的终端用户通过各种检测技术对频带内的主用户信号进行检测的过程,一旦发现所检测的频带内不存在主用户,则接入该频带;同时,当发现主用户信号出现在某个频带时,则必须立刻退出该频带。而合作频谱感知是在单用户频谱感知技术上发展起来的,通过利用认知无线电用户的空间分集提高感知的准确度和灵敏度。本文总结了现有的各种合作频谱感知方法,对合作频谱感知过程中存在的可靠性和安全性问题进行了研究,提出了基于信誉度的合作频谱感知方法。本方法中采用能量检测技术,以信誉度来衡量每个认知无线电用户在合作感知中的表现,同时信誉度也决定了其在合作感知中的权重,通过一个反馈过程减轻不可靠和不安全用户对感知性能造成的影响。通过各种情况下的仿真,我们对基于信誉度的合作感知算法进行了验证,并且根据仿真结果对该方法在不同参数下的性能进行了分析。本文针对宽带合作频谱感知技术也做了重点地研究,提出了一种基于分组合作的宽带感知模型,并以最大化吞吐量为目标,提出了相应的分组算法和用户选择算法。同时,考虑到合作引入的通信开销,本文还提出了一种在保证合作感知性能的前提下减少通信开销的合作方法。最后,我们对不同的用户数量,不同的子频带统计先验信息以及不同比例的用户受到阴影效应影响等情况下的仿真结果进行了详细地分析和比较。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-9
第1章 绪论  9-18
  1.1 引言  9-10
  1.2 课题研究意义和背景  10-16
    1.2.1 认知无线电的研究现状  10-13
    1.2.2 合作频谱感知的研究背景  13-15
    1.2.3 宽带频谱感知的研究背景  15-16
  1.3 主要研究成果  16
  1.4 论文的章节安排  16-18
第2章 合作频谱感知技术  18-32
  2.1 引言  18-19
  2.2 单用户频谱感知技术  19-23
    2.2.1 能量检测  19-21
    2.2.2 循环平稳检测  21
    2.2.3 匹配滤波检测  21-22
    2.2.4 单用户频谱感知的不足  22-23
  2.3 合作频谱感知技术介绍  23-30
    2.3.1 基于硬判决融合的合作感知  24-26
    2.3.2 基于软融合的合作感知  26-28
    2.3.3 基于中继协议的合作感知  28-29
    2.3.4 基于簇结构的合作感知  29-30
  2.4 合作感知的可靠性和安全性问题  30
  2.5 本章小结  30-32
第3章 基于信誉度的合作频谱感知方法  32-55
  3.1 引言  32
  3.2 系统模型及理论分析  32-40
    3.2.1 本地感知及感知结果放发送  34-36
    3.2.2 感知结果的融合及判决  36-38
    3.2.3 感知匹配度分析  38-39
    3.2.4 信誉度的计算及权重系数的计算  39-40
  3.3 基于离散信誉度的合作方法  40-43
    3.3.1 模型分析  40-41
    3.3.2 信誉度更新算法  41-43
  3.4 基于连续信誉度的合作方法  43-45
    3.4.1 模型分析  43-44
    3.4.2 信誉度更新算法  44-45
  3.5 仿真结果及性能分析  45-53
    3.5.1 在深衰落影响下的合作感知性能  45-48
    3.5.2 在恶意用户攻击下的合作感知性能  48-53
  3.6 本章小结  53-55
第4章 宽带合作频谱感知技术研究  55-79
  4.1 引言  55
  4.2 宽带合作感知技术概述  55-57
  4.3 系统模型和问题描述  57-58
  4.4 基于最大化吞吐量的分组合作感知  58-67
    4.4.1 基于统计先验信息的分组算法  60-66
    4.4.2 基于位置相关性的用户选择算法  66-67
  4.5 基于减少通信开销的合作方法  67-70
  4.6 仿真结果及性能分析  70-78
    4.6.1 分组合作感知方法的性能分析  70-74
    4.6.2 减少通信开销的合作方法的性能分析  74-78
  4.7 本章小结  78-79
第5章 总结与展望  79-81
  5.1 全文工作总结  79
  5.2 研究工作展望  79-81
参考文献  81-84
作者简历  84-85
攻读硕士学位期间的研究成果  85

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 无线电中继通信、微波通信
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