無線頻譜環(huán)境主用戶檢測研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展以及無線技術的長足進步,各種無線業(yè)務蓬勃涌現(xiàn),不僅極大地方便了人們的生產(chǎn)生活,同時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峻的考驗。改變現(xiàn)有授權獨占的頻譜管理政策,允許次級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頻段,是提高頻譜利用率、緩解當前頻譜資源緊張問題的有效手段。為了避免對主用戶產(chǎn)生干擾,次級用戶接入授權頻段之前必須檢測出主用戶是否正在使用授權頻段。
　　 本論文研究無線頻譜環(huán)

2、境中的主用戶檢測技術,通過優(yōu)化現(xiàn)有檢測方法、設計新的檢測算法,力求既準確又快速地完成主用戶檢測。
　　 首先,論文以能量檢測為例討論了主用戶檢測中最基本的非協(xié)同檢測技術。通過最小化貝葉斯代價,論文給出了能量檢測的最優(yōu)判決門限以及相應的貝葉斯能量檢測(BED)算法。在BED算法的基礎上,論文還考慮到主用戶狀態(tài)的時域延續(xù)性,提出了基于時域延續(xù)性的貝葉斯能量檢測(TPBED)算法以利用前MTP次檢測的檢測結果協(xié)助完成當前檢測。當MTP

3、=2時,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的檢測錯誤。當MTP＞2時,雖然TPBED算法不一定更優(yōu),但此時它能夠更大程度地減少檢測錯誤。
　　 其次,鑒于非協(xié)同檢測的種種弊端,論文考慮利用集中式次級網(wǎng)絡中的多個次級用戶協(xié)同完成主用戶檢測,研究了軟合并協(xié)同檢測技術。針對軟合并協(xié)同檢測中常用的基于似然比檢驗的協(xié)同能量檢測(LRT-CED)算法,論文在保證所需檢測精度的前提下分析優(yōu)化了它的檢測時間,推導

4、出了最優(yōu)采樣點數(shù)、最優(yōu)次級用戶數(shù)以及最小檢測時間的閉合表達。此外,論文新提出了基于序貫檢驗的協(xié)同能量檢測(ST-CED)算法,并對其檢測時間做了類似的優(yōu)化。對比兩種算法的檢測時間,論文還從兩個角度證明了ST-CED算法優(yōu)于LRT-CED算法。
　　 再次,由于軟合并協(xié)同檢測對控制信道的帶寬以及次級用戶的功耗要求較高,論文研究了集中式次級網(wǎng)絡中的硬合并協(xié)同檢測技術。針對硬合并協(xié)同檢測中流行的基于k-out-of-m準則的硬合并協(xié)同

5、能量檢測(KM-HCED)算法,論文給出了其參數(shù)k最優(yōu)值的閉合表達,并在k=m和k=1時對其檢測時間進行了優(yōu)化,同時證明了k=1時檢測時間更優(yōu),即OR準則(k=1)優(yōu)于AND準則(k=m)。除此之外,論文還提出了基于序貫檢驗的硬合并協(xié)同能量檢測(ST-HCED)算法。分析優(yōu)化該算法的檢測時間后,論文指出ST-FICED算法的檢測性能比KM-HCED算法更好。
　　 最后,論文討論了分布式次級網(wǎng)絡中的協(xié)同檢測問題,研究了一種新的中