面向跨层设计的认知无线电频谱感知研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dama5011
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在传统的静态频谱分配方式下,无线业务需求的快速增长造成了无线频谱资源的日益紧缺,然而频谱资源利用率十分低下。为解决频谱资源紧缺与频谱利用率低之间的矛盾,认知无线电(cognitive radio:CR)技术应运而生,其基本思想是允许认知无线电系统主动感知和动态接入“频谱空洞”,从而提高频谱利用率。认知无线电的关键技术主要有频谱感知、频谱管理、频谱切换和频谱共享等,其中频谱感知是认知无线电的基本功能。频谱感知需要快速准确地检测出频谱空洞,为频谱管理、频谱切换和频谱共享提供必要信息。由于复杂电磁环境的影响,频谱感知面临着严峻的挑战,传统的频谱感知技术如匹配滤波、能量检测、循环平稳特征检测等不能满足系统检测性能的要求,因此,需要深入研究频谱感知技术,为认知无线电系统的实现提供理论基础。本文从不同层面、不同角度研究认知无线电频谱感知技术,主要包括以下几个方面的内容:  第一,考虑到电磁环境的复杂性,提出了两种单节点频谱感知算法:基于信息熵的频谱感知算法和基于多维噪声的局部最优检测算法。为了抵抗由复杂电磁环境引起的噪声不确定性的影响,提出了基于信息熵的频谱感知算法;理论分析和仿真结果表明该信息熵感知算法对噪声不确定性具有内在的鲁棒性。为了更好地描述复杂电磁环境,提出了多维噪声信号模型,并且基于该模型提出了一种局部最优检测算法。渐进相对效率(ARE)分析和仿真结果表明,在低复杂电磁环境中,局部最优检测优于传统的相关检测。  第二,为了进一步提高系统的频谱感知性能,从信息融合角度研究了合作感知问题,主要分析了似然比检验准则和k/N准则的内在联系。合作感知需要考虑感知性能与合作代价的平衡问题。为了降低合作感知代价,研究了k/N合作下最优合作准则k和最小合作数目N?;考虑到主用户信号强度不均衡性,提出了一种基于预审查的合作感知方案,在保证总体检测性能的同时降低了合作用户数目。  第三,单节点感知和合作感知都是对频谱瞬时状态的估计;为了描述频谱状态的统计特性,提出了一种基于信息包统计量的MAC层频谱感知算法。该感知算法运行于物理层瞬时频谱感知之上,是感知调度的依据。  第四,由于硬件复杂度和系统处理能力的限制,认知无线电系统通常不能同时完成“频谱池”中多个频段的感知。因此,频谱感知的一个重要任务是在给定的时间内如何调度多个频段进行感知。为了快速检测到频谱空洞和提高系统性能,提出了一个基于MAC层感知的多信道调度算法,其中感知优先级与信道状态的统计特性相对应,使空闲程度高的频谱具有高的感知优先级。最后,通过系统级实验验证了该调度算法的有效性。
其他文献
基于ForCES思想的开放可编程网络架构是下一代网络设备发展的重要研究方向之一。这种架构能够满足随着通信技术的发展及新业务的出现对网络设备所提出的更高的要求。为了提高
随着互联网和信息技术在各个领域的深入应用,系统中的信息量大大增加,这点尤其体现在地震监测行业上。一方面,地震监测点分布广泛、管理自治和异构性强的特点严重阻碍了各个
随着设备自动化水平的提高,在一些特殊领域的南型装备中,使用的多芯电缆逐渐增多,许多的系统故障都是由电缆的失效引起的,多芯电缆的性能已成为影响系统整体可靠性的一个重要因素。在电气设备和电子装置的安装、调试、维修过程中,摸清电线电缆的拓扑结构,核查电线电缆的导通状态是十分重要的步骤。尤其对于非标准的特殊用途设备,这些测试作用尤为不可或缺。传统的手工检测方法和目前流行的自动检测方法其原理是一样的,即都是
随着无源探测技术的发展,现代雷达面临着各种宽带、高性能无源探测系统的威胁。降低雷达辐射功率,提高雷达波形在时域、空域、频域的不确定性是提高雷达射频隐身性能的关键。
近年来,随着无线通信的飞速发展,人们对电子技术的要求也越来越高。尤其是最近的几十年,无线通讯事业、消费类电子产品的飞速发展,所需信道容量不断扩充,传输率不断提高,所以
认知无线电系统中的空闲频谱共享主要涉及到主用户系统间频谱租借价格的博弈,认知用户间共享主用户空闲频谱数量博弈竞争的问题。这其中博弈论作为分析决策问题的主要手段,近
在移动通信网络中,位置管理负责跟踪用户设备(User Equipment, UE)的位置,当有呼入呼叫到达时能够成功的将呼叫传递给UE。位置管理包括两个操作:位置更新和寻呼。位置更新是根
煤矿的安全生产问题一直受到人们的普遍关注,随着煤矿信息化建设和行业现代化管理的需要,信息化标准化是我国煤炭行业信息化建设发展的总体趋势。本文在对国内外信息化标准现
随着无线宽带网络的飞速发展,越来越多的移动视频终端被用于多媒体通信中。这些终端设备的处理能力和功耗等资源都十分有限,要求视频编码器简单易实现,压缩效率高,且具有良好
论文首先介绍了神经网络的相关内容,然后重点研究了神经网络在综合评判和手写数字识别中的应用,最后做了总结和展望。   综合评判已被广泛应用于社会、科学、管理等众多领域