认知网络干扰控制与识别研究

发布时间：2020-04-18 03:09

【摘要】：随着时代的发展,无线通信技术改变了我们的生活方式。无线通信设备的数量增多,无线通信需求迅猛增长,使得频谱资源稀缺问题日益凸显。为解决频谱稀缺问题,提高频谱利用效率,认知无线电技术提供了一种灵活的无线资源配置方式,被认为是未来无线通信系统发展的重要方向之一。探讨认知无线电系统的干扰及其相关问题,通过干扰控制与识别,削弱干扰影响,是认知无线电系统研究的重要方向。本文以次用户为研究对象,研究次用户干扰控制问题、次用户对非法用户干扰信号识别问题和次用户网络覆盖问题。具体为移动场景下次用户对主用户的干扰控制问题；次用户接入多个子信道时对主用户的干扰控制问题；次用户对非法用户的干扰识别问题和发射功率受限条件下次用户网络覆盖问题。本文的研究方法涉及凸优化理论、随机理论、统计检验理论和电磁学理论等。本文主要工作如下： 1.针对移动场景次用户干扰控制问题,指出干扰控制的难点在于信道状态信息的不准确,主要因素包括信道状态信息过期和信道估计误差。为解决信道状态信息过期问题,利用时变信道相关性模型对次用户干扰功率时变特性进行研究,设计了两种干扰控制方法：短帧法与平均干扰功率控制法。为进一步完善干扰控制效果,在干扰约束条件的设计中考虑了信道估计误差影响。 2.针对次用户使用多个子信道传输时造成干扰的问题,提出了带宽-干扰功率积的概念,把多信道干扰控制的优化问题转化为最小化带宽-干扰功率积的求解问题,减少对主用户的干扰。 3.针对次用户对非法用户的干扰识别问题,采用调制方式识别的方法识别干扰。设计了一种联合使用累积量检验与科尔莫洛夫-斯米尔诺夫检验的识别方法,对次用户接收信号进行调制方式识别。通过比对接收信号调制方式与主用户调制方式,实现对干扰的识别。 4.针对次用户的网络覆盖问题,分析了次用户网络覆盖与干扰控制之间的矛盾,指出次用户发射功率受限,保证网络覆盖质量存在困难。为解决由遮挡物引起的阴影区覆盖问题,提出设计以电磁遮罩覆盖遮挡物表面的方式增强网络覆盖质量,利用转换电磁理论进行电磁遮罩材料参数计算,使用最小二乘法傅里叶拟合轮廓的方式解决矩形形状的计算困难问题。研究从新的角度提供了一种增强阴影区场强的方法,适用于认知无线电次用户网络覆盖特殊场景。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN925

【参考文献】