本文關(guān)鍵詞： 認(rèn)知無(wú)線電 協(xié)作頻譜感知 中繼選擇 平均漏檢概率　出處：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：現(xiàn)代社會(huì)中,由于無(wú)數(shù)科研人員的不懈努力,無(wú)線通信領(lǐng)域的諸多難題被逐一攻克,人類的溝通與交流也因此變得更加快捷。然而,對(duì)更高資源利用率、更快數(shù)據(jù)處理速率和更強(qiáng)系統(tǒng)可靠性的需求,與匱乏稀少且不可再生的頻譜資源客觀現(xiàn)狀的這對(duì)矛盾日益突出,頻譜利用率低下已然成為無(wú)線通信技進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。于是,認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)能夠使認(rèn)知用戶自身主動(dòng)檢測(cè)并查找可用的頻段資源,在不影響授權(quán)用戶正常通信的情況下使用授權(quán)頻段進(jìn)行通信,以提高頻譜利用率。因此,認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)成為新一代移動(dòng)通信技術(shù)中探求頻譜性質(zhì)、高效利用資源的重要技術(shù)基礎(chǔ)。在認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)中,認(rèn)知用戶使用授權(quán)頻譜的重要前提是對(duì)頻譜資源迅速且精準(zhǔn)的感知,所以頻譜感知就成為研究認(rèn)知無(wú)線電首先需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。另外,基于中繼的協(xié)作通信技術(shù)可以通過(guò)多個(gè)節(jié)點(diǎn)的空間分集,增加系統(tǒng)容量并提高系統(tǒng)性能。因此,將基于中繼的協(xié)作通信技術(shù)應(yīng)用至頻譜感知系統(tǒng)中構(gòu)造協(xié)作頻譜感知系統(tǒng),可以令認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的頻譜檢測(cè)能力獲得極大提高。本文主要研究基于中繼選擇的協(xié)作頻譜感知技術(shù)。首先,簡(jiǎn)要介紹了認(rèn)知無(wú)線電和頻譜感知的基本概念和發(fā)展情況;其次,闡述了協(xié)作頻譜感知技術(shù)的理論基礎(chǔ),包括基本理論、頻譜感知算法和信息融合標(biāo)準(zhǔn)等;接下來(lái),針對(duì)存在多個(gè)中繼的認(rèn)知系統(tǒng),重點(diǎn)研究采用不同中繼選擇策略的協(xié)作頻譜感知方案對(duì)檢測(cè)性能的影響。首先研究了基于全局中繼選擇策略的協(xié)作頻譜感知系統(tǒng),針對(duì)中繼放大轉(zhuǎn)發(fā)增益可變方案復(fù)雜程度高的問(wèn)題,為了便于工程應(yīng)用,提出一種基于固定增益的最優(yōu)中繼選擇方案,并分析該方案在基于能量檢測(cè)的系統(tǒng)檢測(cè)性能,推導(dǎo)出平均漏檢概率的理論表達(dá)式及閉式下界,全面的仿真結(jié)果證明理論分析的正確性,同時(shí)還討論了參與選擇的中繼數(shù)目對(duì)平均漏檢概率的影響;其次,對(duì)增益可變的基于部分中繼選擇策略的協(xié)作頻譜感知系統(tǒng)進(jìn)行了討論,針對(duì)其能耗高實(shí)用性差的缺點(diǎn),提出了一種基于固定增益的最優(yōu)中繼選擇方案,并進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析及全面的仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明當(dāng)參與選擇的中繼個(gè)數(shù)達(dá)到兩個(gè)時(shí),系統(tǒng)將獲得良好的檢測(cè)性能,可以在提高該方法實(shí)用性的同時(shí)大大降低能量損耗。
[Abstract]:In modern society, thanks to the unremitting efforts of countless researchers, many difficult problems in the field of wireless communication have been solved one by one, and human communication and communication have become more rapid. The need for faster data processing speed and greater system reliability is increasingly contradictory to the objective status quo of scarce and non-renewable spectrum resources, and the low spectral efficiency has become the bottleneck of the further development of wireless communication technology. Cognitive radio technology emerges as the times require. This technology enables cognitive users to actively detect and find available frequency band resources, and use authorized frequency bands to communicate without affecting the normal communication of authorized users. Therefore, cognitive radio technology has become an important technical foundation for exploring spectrum properties and utilizing resources efficiently in the new generation of mobile communication technology. The important premise for cognitive users to use authorized spectrum is to perceive spectrum resources quickly and accurately, so spectrum sensing becomes the first key problem to be solved in the study of cognitive radio. The cooperative communication technology based on relay can increase system capacity and improve system performance through spatial diversity of multiple nodes. Therefore, cooperative communication technology based on relay is applied to construct cooperative spectrum sensing system in spectrum sensing system. This paper mainly studies cooperative spectrum sensing technology based on relay selection. Firstly, the basic concepts and development of cognitive radio and spectrum sensing are briefly introduced. Secondly, the theoretical basis of cooperative spectrum sensing technology is expounded, including the basic theory, spectrum sensing algorithm and information fusion standard. The influence of cooperative spectrum sensing schemes based on different relay selection strategies on detection performance is studied. Firstly, cooperative spectrum sensing systems based on global relay selection strategies are studied. In order to facilitate engineering application, an optimal relay selection scheme based on fixed gain is proposed to solve the problem of high complexity of relay amplification and forwarding gain variable scheme, and the performance of the scheme in system detection based on energy detection is analyzed. The theoretical expression and the closed lower bound of the average missed detection probability are derived. The simulation results show that the theoretical analysis is correct. At the same time, the influence of the number of relays involved in the selection on the average missed detection probability is also discussed. Secondly, The cooperative spectrum sensing system with variable gain based on partial relay selection strategy is discussed. An optimal relay selection scheme based on fixed gain is proposed to overcome the disadvantages of high energy consumption and poor practicability. A detailed theoretical analysis and a comprehensive simulation experiment are carried out. The results show that when the number of selected relays reaches two, the system will obtain good detection performance, which can greatly reduce the energy loss while improving the practicability of the method.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN925

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本文編號(hào)：1545439