认知车载网中频谱感知算法仿真研究

发布时间：2017-10-08 23:18

  本文关键词：认知车载网中频谱感知算法仿真研究

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【摘要】：随着汽车数量的不断增加,在给人们的生活带来便利的同时也产生了很多问题。为了解决不断出现的交通拥堵和驾驶安全等问题智能交通系统应运而生,并作为一种有效地交通控制系统得到广泛关注和快速发展。车载自组网是智能交通的重要组成部分,可以改善道路中行驶车辆的安全性和舒适性,对社会产生了很大的影响。近年来有很多关于车载自组网的研究,但是始终面临着诸多挑战。其中一项就是用于车载自组网通信的无线电频谱资源的匮乏。为了解决这个问题,特意将认知无线电技术应用到车载自组网中来探索未被利用的授权频带。认知无线电技术可以有效地解决车载自组网中的频谱资源短缺的问题。本文首先介绍了认知车载网的相关知识。车载自组网是移动自组网的一种特殊情况,作为一种有前途的设想将彻底改变人们的生活方式。认知无线电作为一种智能的技术能够使得次用户机会式地接入频谱,从而提高频谱利用效率,有效缓解频谱资源匮乏的问题。在车载自组网中应用认知无线电技术能够为网络中的信息提供额外的频谱资源。除了能够很好地弥补频谱资源匮乏的问题,认知无线电的高移动性和动态的网络环境也使得它更好的适用于车载自组网。紧接着本文对认知无线电网络中的频谱感知算法进行了研究,建立了频谱感知模型并分析了单用户独立感知以及协作频谱感知算法的优劣性。然后,在文章前面工作的基础上对认知车载网络中的频谱感知算法进行了仿真研究。针对车载网这一具体场景,首先分析了移动环境下相关性对系统的影响。由于车辆是移动的,速度的变化会造成系统性能的变化。文章首先研究了相关瑞利信道下的频谱感知性能,主要仿真了速度和采用不同融合算法时的频谱感知性能。仿真结果表明,在一定程度上随着速度的增加检测概率会不断增加,而采用MRC算法时的系统性能要优于采用EGC算法。其次,对衰落信道进行了建模分析,通过改变模拟信道的的分布的参数进行仿真对比,讨论不同的衰落环境下的频谱感知性能,以便能够更好地进行系统设计。最后,针对对认知车载网络中可能出现的安全问题以及环境因素的影响研究了一种可信的频谱感知算法。首先分析了几种常见的恶意节点及攻击模式,通过仿真讨论恶意节点对感知结果的影响。为了消除恶意节点和衰落等不确定因素的影响,针对真实的道路环境,研究了一种基于位置可信度和恶意用户检测可信度的算法,仿真结果表明,该算法能有效的提高系统性能。
【关键词】：认知车载网 频谱感知 数据融合 安全问题
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.67;U495;TN925
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 论文研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 论文研究的主要内容13-15
• 第二章 认知无线电频谱感知技术及车载网简介15-31
• 2.1 认知无线电15-16
• 2.2 认知车载网的提出16-20
• 2.2.1 车载自组网16-17
• 2.2.2 认知车载网17-20
• 2.3 认知无线电系统中的频谱感知技术20-24
• 2.3.1 频谱感知技术分类20-21
• 2.3.2 频谱感知主要性能指标21-22
• 2.3.3 能量检测算法研究22-24
• 2.4 协作频谱感知技术的提出24-29
• 2.4.1 单用户频谱感知的局限性24-25
• 2.4.2 认知无线电中的协作频谱感知算法仿真研究25-29
• 2.5 本章小结29-31
• 第三章 认知车载网络中频谱感知算法仿真研究31-46
• 3.1 认知车载网络模型31-32
• 3.2 认知车载网络中数据融合算法仿真研究32-40
• 3.2.1 单用户独立感知32-34
• 3.2.2 等增益融合(EGC)算法34-35
• 3.2.3 最大比融合(MRC)算法35-36
• 3.2.4 数值仿真结果和分析36-40
• 3.2.5 小结40
• 3.3 复合衰落信道下的频谱感知算法仿真40-44
• 3.3.1 车载技术中的能量检测方式40-41
• 3.3.2 复合衰落信道下的平均检测概率41-42
• 3.3.3 数值仿真结果42-44
• 3.3.4 小结44
• 3.4 本章小结44-46
• 第四章 认知车载网中可信的频谱感知算法与仿真46-58
• 4.1 恶意节点的类型46-47
• 4.2 恶意节点的攻击模式及仿真分析47-50
• 4.3 认知车载网中可信的频谱感知算法仿真研究50-57
• 4.3.1 系统模型51-52
• 4.3.2 算法原理52-55
• 4.3.3 仿真结果分析55-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第五章 总结与展望58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-66
• 攻读硕士期间发表的论文及科研成果66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 闫琦;杨家玮;张雯;;认知无线电网络中安全的合作频谱感知[J];北京邮电大学学报;2011年02期

2 周贤伟;王义江;王丽娜;;认知无线电物理层安全研究[J];电讯技术;2008年06期

3 胡波;傅丰林;陈东;杨涛;;认知无线电系统中的关键技术研究[J];电子元器件应用;2008年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 曾昆;认知无线电协同频谱感知技术研究[D];电子科技大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 黄威;基于认知无线电的协作频谱感知技术研究[D];武汉理工大学;2010年

2 张书民;认知无线电中的协作频谱感知技术[D];大连海事大学;2009年

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本文编号：996821