無線頻譜環(huán)境主用戶檢測(cè)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展以及無線技術(shù)的長足進(jìn)步,各種無線業(yè)務(wù)蓬勃涌現(xiàn),不僅極大地方便了人們的生產(chǎn)生活,同時(shí)也催生出更多的頻譜需求,給原本有限的頻譜資源帶來了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。改變現(xiàn)有授權(quán)獨(dú)占的頻譜管理政策,允許次級(jí)用戶在不干擾主用戶正常通信的前提下與主用戶共享授權(quán)頻段,是提高頻譜利用率、緩解當(dāng)前頻譜資源緊張問題的有效手段。為了避免對(duì)主用戶產(chǎn)生干擾,次級(jí)用戶接入授權(quán)頻段之前必須檢測(cè)出主用戶是否正在使用授權(quán)頻段。
　　 本論文研究無線頻譜環(huán)

2、境中的主用戶檢測(cè)技術(shù),通過優(yōu)化現(xiàn)有檢測(cè)方法、設(shè)計(jì)新的檢測(cè)算法,力求既準(zhǔn)確又快速地完成主用戶檢測(cè)。
　　 首先,論文以能量檢測(cè)為例討論了主用戶檢測(cè)中最基本的非協(xié)同檢測(cè)技術(shù)。通過最小化貝葉斯代價(jià),論文給出了能量檢測(cè)的最優(yōu)判決門限以及相應(yīng)的貝葉斯能量檢測(cè)(BED)算法。在BED算法的基礎(chǔ)上,論文還考慮到主用戶狀態(tài)的時(shí)域延續(xù)性,提出了基于時(shí)域延續(xù)性的貝葉斯能量檢測(cè)(TPBED)算法以利用前MTP次檢測(cè)的檢測(cè)結(jié)果協(xié)助完成當(dāng)前檢測(cè)。當(dāng)MTP

3、=2時(shí),論文證明了TPBED算法必定優(yōu)于BED算法,并且最多能夠減少1/3的檢測(cè)錯(cuò)誤。當(dāng)MTP＞2時(shí),雖然TPBED算法不一定更優(yōu),但此時(shí)它能夠更大程度地減少檢測(cè)錯(cuò)誤。
　　 其次,鑒于非協(xié)同檢測(cè)的種種弊端,論文考慮利用集中式次級(jí)網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)次級(jí)用戶協(xié)同完成主用戶檢測(cè),研究了軟合并協(xié)同檢測(cè)技術(shù)。針對(duì)軟合并協(xié)同檢測(cè)中常用的基于似然比檢驗(yàn)的協(xié)同能量檢測(cè)(LRT-CED)算法,論文在保證所需檢測(cè)精度的前提下分析優(yōu)化了它的檢測(cè)時(shí)間,推導(dǎo)

4、出了最優(yōu)采樣點(diǎn)數(shù)、最優(yōu)次級(jí)用戶數(shù)以及最小檢測(cè)時(shí)間的閉合表達(dá)。此外,論文新提出了基于序貫檢驗(yàn)的協(xié)同能量檢測(cè)(ST-CED)算法,并對(duì)其檢測(cè)時(shí)間做了類似的優(yōu)化。對(duì)比兩種算法的檢測(cè)時(shí)間,論文還從兩個(gè)角度證明了ST-CED算法優(yōu)于LRT-CED算法。
　　 再次,由于軟合并協(xié)同檢測(cè)對(duì)控制信道的帶寬以及次級(jí)用戶的功耗要求較高,論文研究了集中式次級(jí)網(wǎng)絡(luò)中的硬合并協(xié)同檢測(cè)技術(shù)。針對(duì)硬合并協(xié)同檢測(cè)中流行的基于k-out-of-m準(zhǔn)則的硬合并協(xié)同

5、能量檢測(cè)(KM-HCED)算法,論文給出了其參數(shù)k最優(yōu)值的閉合表達(dá),并在k=m和k=1時(shí)對(duì)其檢測(cè)時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化,同時(shí)證明了k=1時(shí)檢測(cè)時(shí)間更優(yōu),即OR準(zhǔn)則(k=1)優(yōu)于AND準(zhǔn)則(k=m)。除此之外,論文還提出了基于序貫檢驗(yàn)的硬合并協(xié)同能量檢測(cè)(ST-HCED)算法。分析優(yōu)化該算法的檢測(cè)時(shí)間后,論文指出ST-FICED算法的檢測(cè)性能比KM-HCED算法更好。
　　 最后,論文討論了分布式次級(jí)網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)同檢測(cè)問題,研究了一種新的中