【摘 要】
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近年来,随着物联网技术的发展,新一代无线通信领域面临的频谱资源短缺问题越发突出。频谱资源是不可再生的,只有提高频谱资源的利用率,才能使有限的频谱资源成为更多通信数据的载体,才能满足现阶段爆炸式增长的通信数据传输的需求。在认知无线电中,频谱感知技术和频谱共享技术被广泛关注。因此,为了提高频谱资源的利用率,本文将频谱感知技术和频谱共享技术相结合,提出更好的方案来提高频谱资源的利用率。本文主要工作如下:
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近年来,随着物联网技术的发展,新一代无线通信领域面临的频谱资源短缺问题越发突出。频谱资源是不可再生的,只有提高频谱资源的利用率,才能使有限的频谱资源成为更多通信数据的载体,才能满足现阶段爆炸式增长的通信数据传输的需求。在认知无线电中,频谱感知技术和频谱共享技术被广泛关注。因此,为了提高频谱资源的利用率,本文将频谱感知技术和频谱共享技术相结合,提出更好的方案来提高频谱资源的利用率。本文主要工作如下:第一,围绕5G应用场景下认知无线电协作频谱感知中的决策融合技术展开研究,主要解决融合中心对各个检测节点频谱感知可靠性问题。通过概率统计方法估算各个节点的检测可靠性,利用宽带频谱信号的稀疏性提出一种基于BOMP算法的多用户协作感知方法,利用引入影响因子α∈(0,1)的AIC/MDL准则进行稀疏度估计,此估计值作为BOMP算法迭代停止的条件。仿真结果表明,通过与传统的OMP算法进行性能对比,在引入影响因子后,BOMP算法大大提高了感知可靠性,所提算法减少了感知时延,提高了感知性能。第二,研究了基于分级频谱共享模型的机会式频谱接入机制。首先,通过引入隐式马尔科夫链模型(HMM)来提高频谱初始状态的估计,对整个频谱感知过程和次级用户的接入提供更加可靠的接入时机,以提高频谱池的利用率。其次,研究了主用户和次级用户的到达率对系统阻塞率,强制中断概率以及非完备概率的影响。最后,研究了主用户和次级用户的到达率对次级用户系统容量的影响。仿真结果表明,在引入可靠的HMM预测机制后,有效的减小了用户的阻塞概率和对次级用户的强制中断概率,在一定程度上提升了次级用户系统容量。
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