寬帶認知網(wǎng)絡(luò)頻譜感知和功率分配技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，無線頻譜資源的需求量越來越大。傳統(tǒng)的靜態(tài)頻譜分配策略由于其利用率低下而不再適用，動態(tài)頻譜分配策略雖然在一定程度上能夠緩解頻譜資源短缺的問題，但卻不能從根本上解決該問題。從而，頻譜資源短缺成為制約未來無線通信技術(shù)進一步發(fā)展的重要瓶頸。認知無線電技術(shù)在這種背景下被學(xué)者們提出。頻譜感知技術(shù)作為其中的關(guān)鍵性技術(shù)，它能夠識別出暫時未被授權(quán)用戶占用的頻帶，實現(xiàn)機會頻譜接入和頻譜資源的重利用，提高頻譜利用率。因此，認知無線

2、電頻譜感知技術(shù)毫無疑問地成為現(xiàn)階段的研究熱點。
　　本文主要研究寬帶認知無線電網(wǎng)絡(luò)中聯(lián)合優(yōu)化感知參數(shù)和傳輸參數(shù)實現(xiàn)認知吞吐量的最大化問題。論文首先對認知無線電頻譜感知和功率分配的相關(guān)理論進行闡述；然后提出本論文重點研究的寬帶認知網(wǎng)絡(luò)中頻譜感知和功率分配的聯(lián)合優(yōu)化模型，即在限制局部總干擾、虛警概率、漏檢概率和每個認知用戶的總功率等條件下，通過聯(lián)合優(yōu)化判決門限、感知時間和傳輸功率，實現(xiàn)認知吞吐量的最大化；分析表明該優(yōu)化問題可轉(zhuǎn)換成兩個

3、子優(yōu)化問題分別展開研究：對于功率分配子優(yōu)化問題，提出了一種基于注水定理的自適應(yīng)功率分配算法求解該子優(yōu)化問題；而對于另一個判決門限和感知時間的聯(lián)合優(yōu)化子問題，理論分析表明目標優(yōu)化函數(shù)是感知時間的單峰函數(shù)，從而考慮利用黃金分割搜索方法求解最佳感知時間，再者由于包含判決門限的目標優(yōu)化函數(shù)的非凸特性，本文提出了基于啟發(fā)式Taguchi算法的最優(yōu)判決門限搜索策略，因此采用黃金分割搜索與Taguchi算法相結(jié)合的聯(lián)合優(yōu)化算法求解該子優(yōu)化問題。