【摘要】：為了應(yīng)對移動數(shù)據(jù)流量爆炸式增長、海量的設(shè)備連接及新的業(yè)務(wù)和應(yīng)用場景,下一代無線通信系統(tǒng)將充分利用從低頻到高頻的頻譜資源,大幅提升頻譜效率、能源效率和成本效率。認(rèn)知無線電作為一種實(shí)現(xiàn)共享使用頻譜、能顯著提高頻譜效率的技術(shù)而獲得了廣泛的關(guān)注,頻譜感知則是其關(guān)鍵技術(shù)之一。本文主要對頻譜感知中基于特征值檢測器的合作頻譜感知算法和頻譜感知工作機(jī)制進(jìn)行研究,提出了一種基于高階矩改進(jìn)的合作頻譜感知算法。同時,針對現(xiàn)有間斷式的頻譜感知工作機(jī)制,提出了基于信號集合特性的連續(xù)頻譜感知工作機(jī)制。具體研究內(nèi)容和創(chuàng)新包括以下兩個方面:1.在中心式合作頻譜感知模型中,重點(diǎn)研究了基于特征值檢測器的合作頻譜感知算法。搭建仿真平臺以實(shí)現(xiàn)對于各種合作頻譜感知算法之間的對比,并分析其理論基礎(chǔ)、優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)�；谔卣髦禉z測器的合作頻譜感知算法不僅在可靠性上優(yōu)于能量檢測器,而且更易于實(shí)現(xiàn)全盲檢測。然而,現(xiàn)有部分基于特征值檢測器的合作頻譜感知算法只利用接收信號協(xié)方差矩陣的最大特征值構(gòu)成全局檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量,舍棄了剩余的特征值,并不能完全利用接收信號中蘊(yùn)含的所有特征值信息。此外,現(xiàn)有算法大多基于一階的特征值構(gòu)造判決變量,并未完全利用隱藏在接收信號中的特征值高階矩信息。為了解決上述問題,本文引入特征值的高階矩進(jìn)行改進(jìn),利用特征值的高階矩擴(kuò)大在不同檢驗(yàn)假設(shè)下全局統(tǒng)計(jì)量之間的差距,由此提出了基于高階矩改進(jìn)的特征值檢測器合作頻譜感知算法。仿真結(jié)果表明,所提改進(jìn)算法可以有效提升頻譜感知的性能。2.針對連續(xù)頻譜檢測機(jī)制的研究,主要完成以下三個目標(biāo):(1)提出能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)頻譜感知的工作機(jī)制;(2)提高所提工作機(jī)制對目標(biāo)授權(quán)頻段狀態(tài)變化的響應(yīng)速度;(3)降低計(jì)算復(fù)雜度以達(dá)到易于實(shí)現(xiàn)的目的。首先,針對第一個目標(biāo),設(shè)計(jì)一個滑動窗口,SU通過滑動窗口觀測目標(biāo)授權(quán)頻段,令滑動窗口內(nèi)各個時隙的觀測數(shù)據(jù)組成一個集合,然后通過對集合勢的估計(jì)得到當(dāng)前滑窗內(nèi)的信號判決結(jié)果。其次,對目標(biāo)授權(quán)頻段的響應(yīng)速度與滑動窗口內(nèi)時隙的寬度、時隙數(shù)量(即滑動窗口的分辨率)密切相關(guān)�；诂F(xiàn)有準(zhǔn)則,提出了基于樣本功率改進(jìn)的準(zhǔn)則,避免了對協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解帶來的計(jì)算復(fù)雜度。同時,基于信號連續(xù)性,提出了不同集合勢估計(jì)準(zhǔn)則組合的改進(jìn)方案,避免虛警率或漏檢率過高的情況,降低估計(jì)誤差,并實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)。最后,提出了基于集合平均值迭代的連續(xù)頻譜感知工作機(jī)制,該機(jī)制不需要對接收信號的協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解,計(jì)算復(fù)雜度較低,從而可以實(shí)現(xiàn)低復(fù)雜度的目的。仿真結(jié)果表明,所提工作機(jī)制在一定SINR下可以達(dá)到對目標(biāo)授權(quán)頻段的快速響應(yīng)的目的。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN925

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