認知無線電技術(shù)一方面是為了提高頻譜利用率,另一方面是為了改善通信質(zhì)量,主要應(yīng)用在頻譜管理、自適應(yīng)通信等領(lǐng)域。頻譜感知是認知無線電系統(tǒng)完成頻譜分析、決策及可靠傳輸?shù)谋匾疤?為了更高效地利用頻譜空閑機會,寬帶頻譜感知技術(shù)的需求日趨增加。由于基于預(yù)測的寬帶頻譜感知技術(shù)可以減少檢測信道,備受研究者的關(guān)注。為了實現(xiàn)寬帶頻譜快速感知,本文設(shè)計了時-頻域聯(lián)合預(yù)測、粗感知和細感知相結(jié)合的感知方法,在頻域減小感知帶寬、在時域減少預(yù)測時間,并將寬帶頻譜快速感知技術(shù)應(yīng)用于自適應(yīng)通信系統(tǒng),測試感知性能。主要研究內(nèi)容如下:1.針對100MHz-3GHz范圍的頻譜快速感知,提出基于相關(guān)信道聚類、估計及多步預(yù)測的離線粗感知方法。將待感知的寬帶頻譜平均劃分為若干個子信道,根據(jù)信道之間的相關(guān)性采用基于密度的聚類算法將信道分簇,并對聚類簇中連續(xù)信道最多的組合進行占用狀態(tài)的檢測和估計,選取空閑狀態(tài)連續(xù)最多的信道組合進行多步預(yù)測,最后根據(jù)粗感知結(jié)果和業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量需求,選擇需要細感知的信道,從而減小感知帶寬和預(yù)測時間。2.由于單一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行多維頻譜多步預(yù)測的精度有限,構(gòu)建了混合長短期記憶網(wǎng)絡(luò)Seq2Seq和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)... 

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景
        1.1.1 基于認知的自適應(yīng)通信系統(tǒng)
        1.1.2 寬帶頻譜感知技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 寬帶頻譜感知技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 頻譜預(yù)測技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 寬帶頻譜快速感知系統(tǒng)設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 寬帶頻譜快速感知系統(tǒng)設(shè)計
    2.2 基于濾波器組的頻譜感知技術(shù)
    2.3 基于深度學習的頻譜預(yù)測
        2.3.1 長短期記憶網(wǎng)絡(luò)
        2.3.2 基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的頻譜預(yù)測
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于信道聚類及估計的寬帶頻譜感知技術(shù)
    3.1 基于相關(guān)性的信道聚類
        3.1.1 信道相關(guān)性度量及驗證
        3.1.2 基于密度的信道聚類算法
        3.1.3 確定檢測信道和聚類簇
    3.2 信道簇狀態(tài)估計
        3.2.1 HMM的基本原理
        3.2.2 基于HMM的信道簇狀態(tài)估計
    3.3 實驗結(jié)果與分析
        3.3.1 信道聚類算法仿真及分析
        3.3.2 基于HMM的信道狀態(tài)估計性能分析
        3.3.3 不同聚類算法的性能比較
        3.3.4 HMM估計和直接估計的性能比較
    3.4 本章小結(jié)
第四章 寬帶頻譜多步預(yù)測
    4.1 單信道多步頻譜預(yù)測
        4.1.1 多步頻譜預(yù)測模型
        4.1.2 多步頻譜預(yù)測技術(shù)
    4.2 寬帶頻譜多步預(yù)測
        4.2.1 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
        4.2.2 基于混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的寬帶頻譜多步預(yù)測
        4.2.3 基于業(yè)務(wù)QoS需求的感知信道選擇
    4.3 實驗結(jié)果與分析
        4.3.1 預(yù)測性能評價指標
        4.3.2 單信道多步頻譜預(yù)測性能分析
        4.3.3 寬帶頻譜多步預(yù)測性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于可重置濾波器組的寬帶頻譜細感知
    5.1 濾波器組設(shè)計
        5.1.1 多相均勻調(diào)制濾波器組設(shè)計
        5.1.2 改進的多相均勻調(diào)制濾波器組設(shè)計
    5.2 基于可重置濾波器組的業(yè)務(wù)信道感知
        5.2.1 基于濾波器組的能量檢測
        5.2.2 濾波器組子帶數(shù)選擇
    5.3 仿真結(jié)果與分析
        5.3.1 基于濾波器組的寬帶頻譜信道化
        5.3.2 基于多步預(yù)測的寬帶頻譜感知性能仿真
        5.3.3 濾波器組的子帶數(shù)選擇
    5.4 本章小結(jié)
第六章 寬帶頻譜快速感知技術(shù)應(yīng)用
    6.1 基于認知的自適應(yīng)通信系統(tǒng)設(shè)計
        6.1.1 自適應(yīng)發(fā)射機架構(gòu)設(shè)計
        6.1.2 自適應(yīng)接收機架構(gòu)設(shè)計
    6.2 寬帶頻譜快速感知和認知決策系統(tǒng)
        6.2.1 寬帶頻譜離線粗感知
        6.2.2 寬帶頻譜在線細感知
        6.2.3 發(fā)射機的認知決策
    6.3 實驗結(jié)果與分析
        6.3.1 測試環(huán)境
        6.3.2 寬帶頻譜感知性能測試
        6.3.3 認知決策仿真結(jié)果
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 研究內(nèi)容總結(jié)
    7.2 主要創(chuàng)新點
    7.3 后續(xù)工作及展望
致謝
參考文獻
附錄A 英文縮略詞
附錄B 博士研究生期間發(fā)表的學術(shù)論文
附錄C 博士研究生期間參與的科研項目
附錄D 博士研究生期間的其他研究成果


【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3649458