認知無線電頻譜感知及基于感知的頻譜共享研究.pdf

1、隨著無線通信技術的發(fā)展和無線應用的迅速增長,絕大部分適合無線傳輸?shù)念l譜已被分配完畢,所剩頻段實際應用價值不大。認知無線電技術成為解決頻譜資源稀缺的重要手段。其核心思想是:以頻譜感知和識別為基礎,在不對授權用戶產(chǎn)生實質性干擾的前提下,認知用戶以恰當?shù)哪Ｊ皆诳臻e頻譜上進行機會接入與通信,從而實現(xiàn)頻譜復用與共享。本文從認知無線電物理層頻譜感知,MAC層頻譜感知和基于感知的頻譜共享等方面進行了深入研究。本文主要工作如下:
　　 闡述了認

2、知無線電產(chǎn)生的背景、概念和功能。以干擾溫度和頻譜感知為基礎,描述了頻譜共享和管理的相關問題。從理論進展、標準化進程和應用前景方面對認知無線電的研究現(xiàn)狀作了歸納和總結。
　　 對認知無線電頻譜感知算法做了簡要概述,提出了一種基于譜熵的頻譜感知算法,并對其性能進行了分析和仿真。該算法以略增計算復雜度為代價,提高了在低信噪比情形下的檢測性能,達到了效益和性能的均衡。
　　 提出了一種基于兩輪合作的頻譜感知方法。單個次用戶的頻譜

3、感知易受多徑衰落和陰影影響而不可靠。利用多用戶分解和空間分集,合作感知可明顯改善感知性能。主要研究了如何在報告信道帶寬有限的約束下實現(xiàn)有效的合作頻譜感知。從而達到感知性能和合作開銷的均衡。
　　 提出了適用于ad hoc認知網(wǎng)絡的一種基于簇的活動感知方法,利用相鄰簇中的非活動次用戶協(xié)助活動次用戶完成頻譜感知。這種方法充分發(fā)揮了ad hoc網(wǎng)絡傳輸?shù)木植啃?雖然簇邊界節(jié)點的干擾和影響是無法消除的,但研究表明,只要選擇合適的簇尺寸,

4、由此帶來的虛警現(xiàn)象是完全可以接受的。我們通過不同的次用戶位置分布模型驗證了該算法的性能。
　　 多天線技術被廣泛用于提高系統(tǒng)容量和控制不同用戶之間的干擾。在認知無線電中,MIMO系統(tǒng)為次用戶共享授權頻譜提供了新的可用維度。提出了一種基于空時頻譜感知的頻譜共享策略:先對主用戶頻譜進行時域感知,如果主用戶不存在則立刻進行認知通信,否則根據(jù)感知結果調整波束方向和發(fā)射功率,以盡量減小對主用戶的干擾。最后以預編碼矩陣為優(yōu)化參數(shù),最小均方誤