本文關(guān)鍵詞： 認知無線網(wǎng)絡(luò) 多天線頻譜感知 雙門限 感知調(diào)度 感知-吞吐量折中 能量有效　出處：《解放軍信息工程大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：認知無線網(wǎng)絡(luò)被廣泛認為有望解決當前無線頻譜利用率不高的問題。多天線技術(shù)能帶來空間分集和空間復用的好處,認知無線電與多天線技術(shù)的結(jié)合有廣闊的研究前景。在機會頻譜共享中,認知用戶需要在準確進行頻譜感知的前提下伺機接入空閑頻段。在傳統(tǒng)頻譜感知技術(shù)中引入多天線技術(shù),可以有效對抗衰落,顯著增強感知性能。但同時仍面臨協(xié)作感知上傳通信開銷的問題。’同時,多天線系統(tǒng)感知多個信道將產(chǎn)生新的感知調(diào)度問題、感知—吞吐量折中問題和能量有效等問題。針對以上問題,本文進行了相關(guān)的討論與研究,論文的主要工作如下：1.針對當前協(xié)作頻譜感知檢測性能和通信開銷的矛盾,提出了一種基于雙門限能量檢測的多天線認知用戶分級上傳融合協(xié)作感知機制。該機制引入多天線平方律合并技術(shù),利用空間分集增益提高了認知節(jié)點的本地感知性能,并設(shè)置門限將本地感知結(jié)果劃分為1bit、2bit兩種,進而通過融合中心限制參與融合認知節(jié)點的最小個數(shù),認知用戶分級上傳感知結(jié)果,融合中心根據(jù)上傳結(jié)果分級融合感知信息。仿真結(jié)果表明,該機制較好的實現(xiàn)了感知性能和通信開銷的折衷,同時對雙門限區(qū)間的取值有較好的魯棒性；當大部分感知數(shù)據(jù)落入雙門限之間時,明顯降低了有故障節(jié)點時感知失敗的概率。2.為了充分利用空間分集,在靈活選取天線分集組合的基礎(chǔ)上建立了多天線認知節(jié)點聯(lián)合檢測多信道的優(yōu)化模型,并提出了基于分支定界的算法和基于貪婪思想的啟發(fā)式算法予以求解。兩種算法都以最小化聯(lián)合頻譜檢測總漏檢概率為目標,以最大虛警概率為約束,并對比研究了協(xié)作認知用戶個數(shù)和信噪比兩個參數(shù)對算法性能的影響。其中,分支定界算法可以獲得最優(yōu)解,但復雜度較高,而基于貪婪思想的啟發(fā)式算法明顯降低了復雜度,有效實現(xiàn)了檢測性能與復雜度的平衡,同時在保護各個信道主用戶正常通信免受認知用戶干擾方面,一定程度上兼顧了公平性。3.在靈活分集的基礎(chǔ)上,考慮到系統(tǒng)實現(xiàn)感知—吞吐量折中和能量有效性的目標,提出了一種新的感知幀結(jié)構(gòu),構(gòu)建了非凸的優(yōu)化模型,并提出了兩種算法予以解決。兩種算法在限制每個感知周期最大感知能耗、漏檢概率和總傳輸功率的前提下,以最大化系統(tǒng)機會吞吐量為目標,聯(lián)合優(yōu)化感知門限、天線分配、感知時間和傳輸功率等參數(shù)。其中,外線性化和分支定界結(jié)合的算法以較高復雜度獲得比遺傳算法更好的性能;遺傳算法犧牲了較小的機會吞吐量,但明顯降低了復雜度：對比分析顯示,新的感知幀結(jié)構(gòu)相比現(xiàn)有方法有效提高了系統(tǒng)性能。最后,研究了協(xié)作認知用戶個數(shù)、信噪比以及感知靜默周期時長等因素對兩種算法性能的影響。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：解放軍信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN925

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