認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中協(xié)作頻譜感知關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf_第1頁(yè)
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1、隨著無(wú)線應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)展,各種新型無(wú)線接入方式不斷涌現(xiàn)(如,無(wú)線局域網(wǎng),無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),藍(lán)牙等),導(dǎo)致了無(wú)線頻譜資源越來(lái)越緊缺。認(rèn)知無(wú)線電是實(shí)現(xiàn)頻譜資源共享的關(guān)鍵技術(shù),可有效提高無(wú)線頻譜利用率以滿足日益增長(zhǎng)的無(wú)線通信業(yè)務(wù)需求,因此在下一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中將有廣泛的應(yīng)用前景。一般而言,認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)需要首先感知到空閑頻譜的存在,然后對(duì)其加以充分利用,以此提高無(wú)線頻譜利用率。因此,快速可靠的頻譜感知技術(shù)是決定認(rèn)知無(wú)線電由理論研究走向?qū)嵱秒A段的關(guān)

2、鍵因素。
   本論文以認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)為背景,深入研究認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作頻譜感知技術(shù),通過(guò)認(rèn)知用戶之間的彼此協(xié)作,以有效改善認(rèn)知用戶的頻譜感知性能,主要工作和創(chuàng)新如下:
   (1)構(gòu)建了認(rèn)知無(wú)線電協(xié)作感知模型,提出了基于放大轉(zhuǎn)發(fā)和解碼轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)作頻譜感知方案。
   通過(guò)認(rèn)知用戶間的彼此協(xié)作,可以使得認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)獲得明顯的空間分集增益,從而顯著改善認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的感知性能。由此,提出了兩種基于放大轉(zhuǎn)發(fā)和解碼

3、轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)作頻譜感知方案,并且在瑞利衰落環(huán)境下對(duì)所提方案的檢測(cè)概率和檢測(cè)時(shí)間進(jìn)行了理論分析,給出了非協(xié)作感知和協(xié)作感知的檢測(cè)概率和檢測(cè)時(shí)間的解析表達(dá)式。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在虛警概率一定的情況下,協(xié)作感知方案的檢測(cè)概率明顯優(yōu)于非協(xié)作方案,并且可以顯著減少感知時(shí)間,這也說(shuō)明了用戶協(xié)作為認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了可觀的感知性能增益。
   (2)構(gòu)建了多認(rèn)知用戶協(xié)作感知模型,提出了基于最佳中繼選擇的協(xié)作頻譜感知方案。
   根據(jù)認(rèn)知網(wǎng)

4、絡(luò)中所有候選用戶的通信鏈路質(zhì)量,選擇最佳中繼對(duì)主用戶進(jìn)行協(xié)作感知,從而可以獲得明顯的多用戶分集增益,顯著提高認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的感知性能。在瑞利衰落環(huán)境下,對(duì)所提出的多用戶協(xié)作方案和傳統(tǒng)非協(xié)作方案的檢測(cè)性能進(jìn)行了理論分析,得到了系統(tǒng)檢測(cè)概率和檢測(cè)時(shí)間的解析表達(dá)式。仿真結(jié)果表明,與非協(xié)作方案相比,多用戶協(xié)作感知方案能夠顯著提高主用戶的檢測(cè)概率,所需的檢測(cè)時(shí)間明顯減少,且隨著候選中繼用戶數(shù)目的增加,多用戶協(xié)作方案能獲得更多的分集增益,因而對(duì)主用

5、戶檢測(cè)性能的改善量越加明顯。
   (3)構(gòu)建了自適應(yīng)用戶協(xié)作頻譜感知的系統(tǒng)模型,提出了基于自適應(yīng)用戶數(shù)據(jù)融合的協(xié)作頻譜感知方案。
   通過(guò)利用認(rèn)知用戶間的自適應(yīng)協(xié)作,提出一種基于自適應(yīng)用戶數(shù)據(jù)融合的協(xié)作頻譜感知方案,以改善對(duì)主用戶的檢測(cè)性能。在瑞利衰落環(huán)境下,理論推導(dǎo)了所提自適應(yīng)協(xié)作數(shù)據(jù)融合方案的檢測(cè)概率和檢測(cè)時(shí)間。根據(jù)推導(dǎo)得到的性能解析表達(dá)式,對(duì)非協(xié)作方案和所提出的自適應(yīng)協(xié)作融合方案,進(jìn)行了相應(yīng)的數(shù)值實(shí)驗(yàn)和性能比較

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