認知無線電多信道頻譜感知方法的研究.pdf

1、認知無線電技術(shù)是目前解決頻譜資源稀缺問題的核心技術(shù)，頻譜感知是保證該技術(shù)得以實施的前提。為了保證授權(quán)用戶的正常傳輸，同時滿足認知用戶的速率要求，必須要求認知用戶能進行多信道頻譜感知，以便發(fā)現(xiàn)足夠的“頻譜空洞”進行頻譜接入，并監(jiān)測頻譜活動狀態(tài)的變化。本論文采用置信傳播算法作為解決手段，研究了基于隨機信道選擇和欠采樣技術(shù)的多信道頻譜感知方法，以及異步OFDMA網(wǎng)絡(luò)的頻譜感知方法，對于認知無線電的頻譜感知的研究做出了一定的貢獻。
　　

2、 首先研究了基于隨機信道選擇的多信道頻譜感知問題。闡述了本課題的系統(tǒng)模型，分析了檢驗統(tǒng)計量的漸近概率分布及本模型的等效二部圖形式，并引入二部圖的經(jīng)典融合算法——置信傳播算法。隨后提出了三種頻譜感知算法，其核心思想是認知用戶隨機選擇部分信道進行感知，然后采用置信傳播等推理算法判決出所有信道的活動狀態(tài)。方法一中，僅當融合中心接收到足夠多的感知信息后才開始置信推理。方法二中，當融合中心一接收到感知信息就開始推理判決，并結(jié)合“信道釋放”機制，即

3、不對那些已經(jīng)判決出活動狀態(tài)的信道進行重復感知，進一步降低感知延遲。方法三中，認知用戶將方法一、二中的感知信息進行量化處理，并選擇可靠性較高的感知結(jié)果發(fā)送給融合中心進行融合判決，降低寬帶限制。
　　 其次研究了基于欠采樣技術(shù)的多信道頻譜感知問題。闡述了本課題的系統(tǒng)模型及授權(quán)用戶的時域信號模型，分析了采樣速率不滿足奈奎斯特采樣定律時的頻譜混疊方式，并分析了檢驗統(tǒng)計量的漸近分布及本模型的等效二部圖表示。隨后提出了一種基于欠采樣技術(shù)的頻

4、譜感知算法，其基本思想是認知用戶在每次感知過程中按一定規(guī)律選擇采樣率對整個頻譜進行采樣感知，并利用置信傳播算法對感知信息進行推理判決。最后重點分析了感知算法中的采樣率選擇問題，證明了認知用戶選擇授權(quán)用戶信道帶寬的質(zhì)數(shù)倍作為采樣速率較好。
　　 然后研究了異步OFDMA網(wǎng)絡(luò)的頻譜感知問題，并重點分析了存在分數(shù)倍載波頻偏時的頻譜感知問題。研究了存在分數(shù)倍載波頻偏時的各子載波上的接收信號模型以及載波頻偏對傳統(tǒng)感知算法的影響，給出了最差