基于认知无线网络频谱感知机制的研究

发布时间：2017-11-17 05:10

  本文关键词：基于认知无线网络频谱感知机制的研究

  更多相关文章： 认知无线网络 频谱感知 双门限能量检测 协方差检测

【摘要】：在如今庞大的无线通信环境下,网络用户数量在剧增,频谱资源的利用趋于紧张。一方面,每个国家都会挪出一些不用许可的频段给工业、科学和医学机构使用,即被称为ISM频段。由于ISM频段具有免许可特性,只要遵守一定的传输功率,不对其他频段造成影响便可直接使用,这种情况会造成频谱拥挤。另一方面,许多不具有许可的频段出现空闲没有被合理利用而浪费,还有一些硬件设备又达不到高频段利用的要求。针对以上两种情况,瑞典的JosephMitola博士提出了认知无线电的概念,美国通信管理局FCC于2002年设定工作组来对其进行研究,在认知无线电发展的基础上,以Motorola等为首的公司提出了认知无线网络技术,该技术可以缓解频谱资源的紧张。认知无线网络关键技术的研究主要包括两个方面,一方面是频谱的感知,另一方面是频谱的动态分配。本文着重在频谱感知方面进行研究,完成工作如下:首先,进行信号的预处理,即对要感知的频段先进行噪声的去除,将有用信号从噪声中分离出来,这样可以提高信号的信噪比。单用户利用匹配滤波、循环特征和能量检测算法分别对感兴趣的频段进行检测,通过实验仿真得出结论,信噪比高的情况下,能量检测效果要好。其次,因为单节点在多径和阴影下容易受到影响,不能准确判断主用户的状态。针对其不足之处,本文提出了多用户的协同感知算法,存在一个融合中心,认知用户之间利用感知到的信息相互分享,然后将感知结果发送给融合中心,融合中心根据收到的信息进行AND、OR准则融合决策判断。但是在噪声不确定时,针对多用户用能量检测,传统的单门限值不易确定,容易发生误检,所以本文提出了双门限能量检测算法,因为双门限值可以增大一个门限值的不确定度区域,通过实验结果表明,双门限比传统的单门限检测的概率要大。但是双门限能量检测也只能将落在门限两端的能量值进行判决,而落在中间的值不作处理。最后,将落在双门限之间的能量值利用协方差检测算法进行处理,而传统的协方差检测算法就是使用固定的阈值和虚警概率,不能有效的使感知误差在任何情况下都达到最小,所以本文针对这一缺点,将传统的协方差进行阈值的一个改进,通过实验仿真,证明本文提出的方法能准确地对空闲频谱资源进行感知。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925

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本文编号：1194901