高效的協(xié)作頻譜感知策略研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，通信性能與資源開銷之間的矛盾越來越突出。在新的通信系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)的背景下，頻譜資源的稀缺性以及靜態(tài)頻譜分配策略的低效性日趨明顯，提高頻譜利用率已經(jīng)成為無線通信亟待解決的核心問題。而認(rèn)知無線電技術(shù)提出了一種嶄新的解決方案，其關(guān)鍵思想是使無線通信設(shè)備可以發(fā)現(xiàn)授權(quán)頻譜段內(nèi)的“頻譜空洞”并合理利用所發(fā)現(xiàn)的“頻譜空洞”，由此實(shí)現(xiàn)在不干擾授權(quán)用戶的前提下對授權(quán)頻譜的伺機(jī)接入，從而可以大幅提高頻譜資源的利用率，有效地緩解頻譜稀缺

2、問題。
　　 即使在認(rèn)知無線電領(lǐng)域內(nèi)也存在著性能與效率的矛盾。頻譜感知是認(rèn)知無線電非常重要的一個(gè)研究課題，對頻譜資源的準(zhǔn)確感知是非授權(quán)用戶利用授權(quán)頻譜的前提；而作為一種重要的頻譜感知技術(shù)，協(xié)作頻譜感知被公認(rèn)是提高感知結(jié)果可靠性的有效途徑，但是在協(xié)作頻譜感知中每次感知過程都涉及多個(gè)非授權(quán)用戶的參與，因此感知性能的提升是以較高的系統(tǒng)資源消耗為代價(jià)的。本文的主要貢獻(xiàn)在于研究如何高效而魯棒地實(shí)現(xiàn)協(xié)作頻譜感知，即以最小的資源消耗代價(jià)來獲得

3、可接受的感知結(jié)果精確度，同時(shí)也能遏制和抵御某些非法競爭頻譜資源的行為。
　　 本文第三章研究了一種理想情況，即所有非授權(quán)用戶的感知精確度（包括虛警概率和漏警概率）相同時(shí)的高效協(xié)作感知策略。本章首先提出了提高協(xié)作效率的主要途徑，并給出了高效協(xié)作感知系統(tǒng)的框架，并在此基礎(chǔ)上提出改進(jìn)的Chair-Varshney 融合判決準(zhǔn)則。在給定目標(biāo)感知精確度的前提下，可以通過改進(jìn)的Chair-Varshney 準(zhǔn)則得到需要參與感知的非授權(quán)用戶數(shù)

4、目，然后通過隨機(jī)選擇的方式挑選非授權(quán)用戶參與感知，并將感知結(jié)果匯報(bào)給判決融合中心進(jìn)行最終判決。仿真結(jié)果表明，只需要較少的非授權(quán)用戶數(shù)目即可以達(dá)到目標(biāo)感知精度，從而實(shí)現(xiàn)了資源的節(jié)省和效率的提高。
　　 本文第四章研究了非授權(quán)用戶感知精確度存在差異時(shí)的協(xié)作感知策略。這種情況下難以通過理論推導(dǎo)得到參與感知的最優(yōu)非授權(quán)用戶數(shù)目，但是本章通過對每個(gè)非授權(quán)用戶的歷史判決正確率的估計(jì)，利用迭代式搜索的方式選擇最合適的非授權(quán)用戶參與感知，從而實(shí)