基于用户选择的协作频谱感知研究

发布时间：2020-07-28 19:07

【摘要】：随着通信业务的快速发展以及社会和经济的全球化,无线通信已经成为全世界人类不可或缺的一部分。然而由于频谱利用率较低导致了频谱资源严重短缺,并逐渐成为互联网进一步发展急需解决的关键问题。为了提高频谱资源利用率,认知无线电技术随之产生。它允许未授权用户使用空闲的频段,在不对授权用户产生干扰的情况下接入授权频谱并使用。本文针对认知无线电中最关键的协作频谱感知的检测性能和能量效率两个重要指标做了深入研究,具体工作如下:第一,关于协作频谱感知中检测性能的研究,本文主要针对单门限能量检测易受到噪声干扰和信道衰落的影响,以及传统频谱感知策略可能引起较大的检测延迟和开销的问题,提出一种基于双门限能量检测的用户选择协作频谱感知策略。一方面,在本地感知阶段,采用基于最大比合并的双门限能量检测算法并考虑了信号中断的影响,克服了传统的单门限能量检测易受到噪声干扰和信道衰落影响的问题;另一方面,在上传本地感知结果给融合中心阶段,加入具有感知功能的中心用户系统模型进行两步检测,并通过选择出具有最佳信噪比的认知用户进行上报,达到降低报告开销和减少平均感知时间的目的。经对实例数据的仿真分析,该方案较好地提高了检测性能,减少了平均检测时间,并且还可以通过调节感知时间来达到最小化漏检概率。第二,在协作频谱感知的能量效率研究中,针对目前协作频谱感知方案中所有认知用户都需要进行上报本地感知结果,当认知用户数量较大时会引起较高的能量消耗等问题,提出了基于能效的用户选择协作频谱感知方案。首先,该方案中只有一个认知用户将其本地检测结果进行广播,其它所有反对广播结果的认知用户将其本地信息上报给融合中心,而同意的认知用户将保持静默。因此,融合中心将得到所有认知用户的感知结果,并做出全局决策;其次,该方案的融合中心也具有感知能力,让其进行初步决策从而避免不必要的感知过程,并结合感知历史信息改进了广播用户的选择,使能量效率最大化;最后,仿真结果表明该方案减少了需要进行信息上报的认知用户数量,有效地提高了系统的能量效率。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN925

【参考文献】