【摘要】：由于認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)可以通過異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和動態(tài)頻譜接入技術(shù)為認(rèn)知用戶提供高效的頻譜利用率,因此其已經(jīng)成為無線通信技術(shù)的前沿研究領(lǐng)域之一。 為了不對授權(quán)用戶造成干擾,認(rèn)知用戶必須進(jìn)行頻譜檢測。由于本地頻譜檢測受到信道衰落特性的影響,可能導(dǎo)致“隱藏終端”問題,從而無法獲得對某些信道準(zhǔn)確的檢測結(jié)果。為了解決“隱藏終端”問題,協(xié)作頻譜檢測應(yīng)運(yùn)而生。協(xié)作頻譜檢測利用認(rèn)知基站來融合多個認(rèn)知終端對同一信道的本地檢測結(jié)果,通過空間檢測分集收益來提升檢測性能,從而解決“隱藏終端”問題。雖然協(xié)作頻譜檢測可以有效解決“隱藏終端”問題,但是由于單個認(rèn)知終端受到本身硬件的限制無法有效的進(jìn)行寬帶頻譜檢測。因此為了解決寬帶頻譜的檢測問題,聯(lián)合頻譜檢測被提出來。聯(lián)合頻譜檢測首先將整個寬帶頻譜劃分為若干窄帶子信道,然后將認(rèn)知終端分配至這些子信道,每一個認(rèn)知用戶只檢測自己被分配進(jìn)去的那個子信道,分配至同一子信道的認(rèn)知用戶利用協(xié)作頻譜檢測的方式對該子信道進(jìn)行檢測。最后認(rèn)知基站匯集各個子信道的檢測信息從而獲得整個寬帶頻譜的占用情況。 本文的主要創(chuàng)新點(diǎn)及貢獻(xiàn)如下： 1、當(dāng)認(rèn)知用戶數(shù)N大于子信道數(shù)M時(shí),存在如何將認(rèn)知終端分配至各個子信道進(jìn)行協(xié)作檢測的問題。本文首先定義無效傳輸-有效傳輸比率來衡量終端分配策略的性能。然后在所有認(rèn)知終端對同一信道具有相同檢測性能的特殊場景下討論了終端分配策略,給出了最優(yōu)的檢測終端數(shù)目的閉式解。其次基于特殊場景下的結(jié)論,本文在更一般的場景下,即不同認(rèn)知用戶對同一信道的檢測性能不相同,討論了終端分配策略,提出了一種迭代貪婪算法來完成終端分配策略,最后的仿真結(jié)果顯示了終端分配策略的有效性。 2、當(dāng)認(rèn)知用戶數(shù)N小于信道數(shù)M時(shí),不能采用先進(jìn)行終端分配再協(xié)作檢測的方法。認(rèn)知用戶必須按照某種檢測序列對各個子信道依次進(jìn)行檢測。本文首先給出了基于授權(quán)用戶與認(rèn)知用戶兩方面先驗(yàn)知識的頻譜檢測序列。當(dāng)只有一個認(rèn)知用戶時(shí),即N=1時(shí),該認(rèn)知用戶只需按照該序列進(jìn)行檢測即可。其次當(dāng)2≤NM時(shí),本文分別在競爭式多用戶和非競爭式多用戶兩種場景下給出了相應(yīng)的頻譜檢測策略。最后仿真結(jié)果證明所提頻譜檢測策略可以有效提高認(rèn)知用戶的檢測效率和傳輸效率。 3、最后針對聯(lián)合頻譜檢測策略需要消耗大量檢測和上報(bào)能量開銷的問題,提出了聯(lián)合頻譜檢測策略的休眠機(jī)制。首先按照認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中認(rèn)知用戶的接入需求量將休眠機(jī)制劃分為輕負(fù)載休眠機(jī)制和重負(fù)載休眠機(jī)制兩種。在輕負(fù)載休眠機(jī)制下,只有部分信道執(zhí)行頻譜檢測,其余信道不執(zhí)行頻譜檢測,也即進(jìn)入到檢測休眠狀態(tài)。在輕負(fù)載休眠機(jī)制下,本文求出了最優(yōu)的檢測信道數(shù)。在重負(fù)載休眠機(jī)制下,利用信道空閑和占用的特性,當(dāng)某一信道狀態(tài)發(fā)生跳變時(shí)(“占用-空閑”或者“空閑-占用”),檢測該信道的認(rèn)知用戶在一定的時(shí)長內(nèi)執(zhí)行檢測休眠。本文證明了存在最優(yōu)的休眠時(shí)長并求出了閉式解。仿真結(jié)果證明,本文所推薦的休眠機(jī)制可以以較小的系統(tǒng)損失換來顯著的檢測能量節(jié)省。
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【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN925

【參考文獻(xiàn)】

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1 石磊;葉準(zhǔn);張中兆;;判決相關(guān)條件下聯(lián)合頻譜檢測的性能分析[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2009年01期

2 劉小莉;朱琦;;基于能量-循環(huán)平穩(wěn)特征的聯(lián)合頻譜檢測方法[J];南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年03期

3 秦學(xué)志,王雪華;一類最優(yōu)指派問題的動態(tài)規(guī)劃模型[J];數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識;1996年03期

4 王雪華;關(guān)于“一類最優(yōu)指派問題的動態(tài)規(guī)劃模型”的注記[J];數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識;2000年02期

5 李翠然;王開強(qiáng);;認(rèn)知無線電的聯(lián)合頻譜檢測與共享算法[J];鐵道學(xué)報(bào);2010年06期

6 楊晨陽,屈劍明,李少洪,毛士藝;高階統(tǒng)計(jì)量在檢測中的應(yīng)用[J];信號處理;1995年04期

7 羅濤;郝建軍;樂光新;;多用戶協(xié)同通信與感知技術(shù)(2)[J];中興通訊技術(shù);2009年02期

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本文編號：2425965