多天線系統(tǒng)中基于特征的頻譜感知算法研究.pdf

1、無線通訊業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展給世界帶來了翻天覆地的變化，人們對(duì)無線通訊業(yè)務(wù)的迫切需求與可供使用的頻譜資源極度稀缺這兩者形成了巨大的矛盾。認(rèn)知無線電技術(shù)是提高頻譜利用率的有效手段，因此越來越引人關(guān)注。這種技術(shù)允許認(rèn)知用戶對(duì)授權(quán)用戶的頻譜資源進(jìn)行復(fù)用，同時(shí)保證避免對(duì)授權(quán)用戶造成有害干擾。頻譜感知作為認(rèn)知循環(huán)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)無線電環(huán)境中的頻譜空穴進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)知性能有重要影響。
　　本文對(duì)目前已有的頻譜感知算法進(jìn)行整理和分析后發(fā)現(xiàn)，基于

2、協(xié)方差矩陣分解的算法對(duì)特征值的利用不夠充分，只利用了部分特征值的分布特性，同時(shí)這些算法的理論分析是基于無窮維度采樣點(diǎn)，在實(shí)際場(chǎng)景中對(duì)于檢測(cè)時(shí)間要求較長。本文將多天線系統(tǒng)應(yīng)用在認(rèn)知用戶天線處，在小采樣快速檢測(cè)背景下，根據(jù)接收信號(hào)特征值的聯(lián)合分布設(shè)計(jì)多種頻譜感知算法。新的算法不僅滿足檢測(cè)性能的要求，同時(shí)減少了感知時(shí)間，大幅提高了頻譜利用率。
　　此外，目前已有的頻譜感知算法的研究局限在時(shí)間維度、頻率維度和地理維度，而在角度維度的探索，

3、即空間頻譜感知還處于起步階段。本論文中，我們將陣列天線處理中的到達(dá)角（Angle Of Arrival,AOA）估計(jì)技術(shù)中的多重信號(hào)分類（Multiple Signal Classification,MUSIC）算法應(yīng)用到頻譜感知場(chǎng)景中。我們注意到MUSIC算法需要已知信源信號(hào)的數(shù)目，但是這個(gè)要求在大多數(shù)頻譜感知場(chǎng)景中是不能達(dá)到的。因此，我們利用特征值加權(quán)方案設(shè)計(jì)出加權(quán)多重信號(hào)分類（Weighted Multiple Signal Cl