認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知技術(shù)研究及動(dòng)態(tài)管理軟件實(shí)現(xiàn)
本文關(guān)鍵詞:認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知技術(shù)研究及動(dòng)態(tài)管理軟件實(shí)現(xiàn),,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)通過對(duì)無(wú)線頻譜環(huán)境的感知,尋找并利用已授權(quán)頻段內(nèi)的空閑頻譜,從而有效提高頻譜利用率、緩解頻譜資源的需求,是無(wú)線通信領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。頻譜感知是認(rèn)知無(wú)線電的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù),本文主要研究了認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知算法及動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)。首先,介紹了認(rèn)知無(wú)線電的研究背景、定義和關(guān)鍵技術(shù),并詳細(xì)介紹了頻譜感知技術(shù)及其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。其次,研究了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的窄帶頻譜感知技術(shù)。當(dāng)前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)頻譜感知存在著訓(xùn)練時(shí)收斂速度慢、易陷入局部最優(yōu)解等問題,而最優(yōu)解對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的頻譜感知算法性能影響大,因此為提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的頻譜感知算法性能,采用蜂群算法交叉訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),加快訓(xùn)練收斂速度,降低均方誤差。采用信號(hào)的能量、循環(huán)功率譜作為特征參數(shù),提出了蜂群優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的頻譜感知算法。仿真結(jié)果表明,相比能量法、循環(huán)平穩(wěn)特征法、無(wú)蜂群算法交叉訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或徑向基函數(shù)(Radial Basis Function,RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的頻譜感知算法,該算法具有更好的感知性能。然后,研究了基于壓縮感知的寬帶頻譜感知技術(shù);趬嚎s感知的寬帶頻譜感知需要估計(jì)信號(hào)稀疏度,針對(duì)在低信噪比情況下欠估計(jì)、高信噪比情況下過估計(jì)的問題,提出了基于Gerschgorin理論稀疏度估計(jì)的寬帶頻譜感知算法。該算法聯(lián)合考慮了特征值和特征向量,利用Gerschgorin理論分離信號(hào)圓盤與噪聲圓盤,獲得稀疏度估計(jì)值并將此作為正交匹配追蹤(Orthogonal Matching Pursuit,OMP)算法結(jié)束迭代的條件,并利用OMP算法得到頻譜支撐集,從而完成寬帶頻譜感知。仿真結(jié)果表明,該算法兼顧了低信噪比和高信噪比時(shí)的稀疏度估計(jì)性能,提高了頻譜感知性能。最后,研究了認(rèn)知無(wú)線電頻譜動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。根據(jù)頻譜動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)需要具備的頻譜管理、頻譜感知和頻譜分配三個(gè)功能,將系統(tǒng)軟件分為管控中心模塊、頻譜感知服務(wù)器模塊和頻譜分配服務(wù)器模塊,通過Visual C++6.0開發(fā)平臺(tái)完成各個(gè)模塊界面設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn),并從數(shù)據(jù)傳輸幀結(jié)構(gòu)和交互流程兩個(gè)方面設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)模塊之間的交互功能,從而實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無(wú)線電頻譜動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)軟件。選取兩個(gè)測(cè)試情景對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了系統(tǒng)軟件功能的有效性。
【關(guān)鍵詞】:認(rèn)知無(wú)線電 頻譜感知 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 人工蜂群算法 Gerschgorin理論 壓縮感知 稀疏度
【學(xué)位授予單位】:杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TN925
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第1章 緒論10-20
- 1.1 研究背景及意義10-11
- 1.2 認(rèn)知無(wú)線電的定義及關(guān)鍵技術(shù)11-13
- 1.2.1 認(rèn)知無(wú)線電的定義11-12
- 1.2.2 認(rèn)知無(wú)線電的關(guān)鍵技術(shù)12-13
- 1.3 頻譜感知技術(shù)研究現(xiàn)狀13-18
- 1.3.1 窄帶頻譜感知13-15
- 1.3.2 寬帶頻譜感知15-18
- 1.4 本文主要工作與內(nèi)容安排18-20
- 1.4.1 本文主要工作18-19
- 1.4.2 本文章節(jié)安排19-20
- 第2章 基于蜂群優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的頻譜感知20-33
- 2.1 引言20
- 2.2 基礎(chǔ)理論20-22
- 2.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型20-22
- 2.2.2 人工蜂群算法22
- 2.3 蜂群優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的頻譜感知22-27
- 2.3.1 接收信號(hào)特征提取23-25
- 2.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)頻譜感知25
- 2.3.3 蜂群算法交叉訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)25-27
- 2.4 算法仿真與性能分析27-32
- 2.4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特征參數(shù)分析27-28
- 2.4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練性能分析28-30
- 2.4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)感知性能分析30-32
- 2.5 本章小結(jié)32-33
- 第3章 基于Gerschgorin理論稀疏度估計(jì)的寬帶頻譜感知33-47
- 3.1 引言33
- 3.2 理論基礎(chǔ)33-37
- 3.2.1 壓縮感知理論基礎(chǔ)33-35
- 3.2.2 Gerschgorin圓盤理論基礎(chǔ)35-37
- 3.3 基于GTE的寬帶頻譜感知37-40
- 3.3.1 寬帶頻譜感知模型37-38
- 3.3.2 基于Gerschgorin理論稀疏度估計(jì)38-39
- 3.3.3 GTE-OMP頻譜感知算法39-40
- 3.4 算法仿真與性能分析40-46
- 3.4.1 稀疏度估計(jì)性能40-42
- 3.4.2 頻譜感知性能42-46
- 3.5 本章小結(jié)46-47
- 第4章 認(rèn)知無(wú)線電頻譜動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)47-61
- 4.1 引言47
- 4.2 系統(tǒng)組成架構(gòu)47-48
- 4.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所需技術(shù)介紹48-50
- 4.3.1 Visual C++6.048
- 4.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)48-50
- 4.3.3 Socket技術(shù)50
- 4.4 系統(tǒng)模塊實(shí)現(xiàn)50-54
- 4.4.1 管控中心51-52
- 4.4.2 頻譜感知服務(wù)器52-53
- 4.4.3 頻譜分配服務(wù)器53-54
- 4.5 模塊交互功能實(shí)現(xiàn)54-57
- 4.5.1 數(shù)據(jù)傳輸幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)54-56
- 4.5.2 模塊交互流程設(shè)計(jì)56-57
- 4.6 系統(tǒng)軟件功能測(cè)試57-60
- 4.6.1 系統(tǒng)軟件測(cè)試環(huán)境和步驟57-58
- 4.6.2 系統(tǒng)軟件測(cè)試結(jié)果58-60
- 4.7 本章小結(jié)60-61
- 第5章 總結(jié)與展望61-62
- 致謝62-63
- 參考文獻(xiàn)63-68
- 附錄 作者在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的科研項(xiàng)目68
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本文編號(hào):318404
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