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文檔簡介
1、認知無線電(CR)中的動態(tài)頻譜接入(DSA)技術(shù)被人們認為是解決物理頻譜緊缺的有效方法。頻譜感知技術(shù)作為認知無線電的關(guān)鍵基礎技術(shù),其感知結(jié)果的快速性和可靠性直接影響到 CR其他關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展。在頻譜感知技術(shù)中,傳統(tǒng)的窄帶頻譜感知已不能滿足無線頻譜發(fā)展需求,寬帶頻譜感知正日益成為人們的研究焦點。然而,基于奈奎斯特(Nyquist)采樣定理的寬帶頻譜感知對硬件提出了過高要求,使得寬帶頻譜感知技術(shù)始終無法具有廣泛的實際應用價值。顛覆了傳統(tǒng)Ny
2、quist定理的壓縮感知(CS)理論的出現(xiàn),使得寬帶頻譜感知具有了實際推廣意義。論文主要研究了基于 CS理論的多用戶協(xié)作寬帶壓縮頻譜感知算法,并在此基礎上,研究了次級用戶(SU)如何有效利用感知的頻譜空洞問題,即多個認知用戶對系統(tǒng)資源(子載波、功率和比特)在不同準則下的聯(lián)合優(yōu)化分配問題。論文具體工作如下:
首先,全面介紹了論文的研究背景及意義。一方面,對CS理論框架以及基于CS理論的認知無線電寬帶頻譜感知技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進
3、行了闡述。另一方面,對認知無線電子載波比特分配技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀也一并作了闡述。
其次,論文從信號稀疏變換、觀測矩陣設計和重構(gòu)算法設計三方面全面闡述了CS理論框架的主要內(nèi)容。在此基礎上,介紹了分布式壓縮感知(DCS)理論及其研究現(xiàn)狀,并著重指出了DCS理論在多用戶協(xié)作寬帶頻譜感知技術(shù)和認知無線電資源分配技術(shù)中的應用現(xiàn)狀。
再次,論文簡單介紹了CR中傳統(tǒng)單用戶和多用戶頻譜感知算法,在此基礎上,針對認知無線網(wǎng)絡具有的分
4、布式特點,構(gòu)建了基于DCS理論的分布式頻譜感知聯(lián)合稀疏模型(JSM)?;谠撃P停疚奶岢隽巳N性能較優(yōu)的分布式寬帶壓縮頻譜感知算法,并進行了仿真與性能分析。針對子空間追蹤(SP)算法局限于單用戶頻譜感知的情況,提出了將SP算法推廣到分布式環(huán)境的DCS-SP頻譜感知算法。對于接收端通常未知稀疏度信息這一情況,提出了分布式盲頻譜感知算法(DCS-B算法)。在DCS-B算法的基礎上,為了進一步減少不必要的計算量和為具有不同信噪比的用戶設置不
5、同的壓縮比,提出了DCS-SCJA算法。所提的DCS-B算法、DCS-SP算法以及 DCS-SCJA算法不僅豐富了寬帶壓縮頻譜感知技術(shù),也為后續(xù)該方向的研究提供了一定的參考價值。
最后,論文介紹了認知 OFDM系統(tǒng)中基于裕量自適應(MA)準則和基于速率自適應(RA)準則的兩類多用戶資源分配模型。針對不同模型具有不同優(yōu)化目標的特點,論文在前人研究工作的基礎上,基于不同準則分別提出了三種不同的資源分配改進算法,并給出了相應的仿真與
6、性能分析:基于 MA準則,提出了基于輪回思想的子載波比特分配算法(ring算法)和基于最差用戶優(yōu)先(WUF)改進算法(WUFW算法);基于RA準則,提出了基于最差子載波避免(WSA)的子載波功率分配改進算法(WSAW算法)。所提三種算法是對前人工作的改進和完善,同時,也為后續(xù)同類算法的研究提供了改進的方向。此外,就目前CS理論在認知OFDM資源分配問題的應用正處于研究階段,本文嘗試并建立了基于 CS的多用戶資源分配模型,為后續(xù)的研究作了
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