认知无线网络频谱感知与功率优化技术研究

发布时间：2017-10-21 20:29

  本文关键词：认知无线网络频谱感知与功率优化技术研究

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【摘要】：认知无线电实现认知用户对频谱空穴的利用,缓解了目前频谱资源匮乏与需求猛增的困境。认知无线网络利用认知无线电技术实现频谱共享,使得认知用户不对主用户产生有害的干扰,但该网络的具体应用需要精确的频谱感知算法来提高系统的检测性能,并在提升检测性能的同时,需要保证频谱得到高效的利用。为此,本文将研究认知无线网络频谱感知与功率优化技术方案,来提高系统整体性能。本文以认知无线传感器网络频谱感知作为认知无线网络应用检测性能研究案例,并解决认知无线网络多天线功率优化问题,主要研究工作如下:(1)为解决汇聚节点和感知节点之间不同的协作机制造成网络检测性能下降问题,提出一种基于分簇聚类和节点权重多目标优化的认知无线传感器网络频谱感知算法,该算法将频谱感知过程划分为感知节点本地频谱检测、感知节点分簇、加权系数优化以及最终判决的感知结果融合,形成基于组内平方和最小的汇聚节点位置优化和分簇方案,并分析系统参数对认知用户检测性能的提升影响程度。实验结果表明,上述频谱感知算法有效提高了认知无线传感器网络的系统检测性能。(2)提出感知频谱共享下的认知无线网络多天线功率优化算法,该算法考虑频谱共享模型中主用户存在与否,自适应地调整认知用户的发射功率,保证对主用户不造成有害干扰,并给定目标检测概率,推导出约束条件下存在最大的认知用户系统吞吐量,优化认知用户发射机各天线的发射功率来最大化系统总的传输速率。实验结果表明,上述功率优化算法相比较传统的频谱共享算法,在不对主用户产生干扰的条件下,高效利用了频谱,提高了认知用户的传输速率。
【关键词】：认知无线电 频谱检测 多天线功率优化 认知无线传感器网络
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 专用术语注释表7-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题研究背景与意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 主要研究内容与安排12-14
• 第二章 相关理论与技术14-31
• 2.1 认知无线电CR14-18
• 2.1.1 认知无线电基本原理14-16
• 2.1.2 主用户信号检测方法16-18
• 2.2 认知无线电网络CRN18-25
• 2.2.1 CRN本地非协作频谱检测18-19
• 2.2.2 CRN协作频谱检测和协作传输19-22
• 2.2.3 CRN动态频谱接入技术22-25
• 2.3 认知无线传感器网络CRSN25-28
• 2.3.1 基于CRSN的频谱感知技术25-28
• 2.3.2 CRN与CRSN的联系28
• 2.4 空间分集技术28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 基于聚类分簇的CRSN频谱感知性能优化31-41
• 3.1 引言31-32
• 3.2 CRSN频谱感知性能优化框架设计32-33
• 3.3 汇聚节点位置优化及分簇算法设计33-38
• 3.4 实验与结果分析38-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 感知频谱共享下的CRN多天线功率优化41-51
• 4.1 引言41-42
• 4.2 基于CR的频谱共享模型设计42-44
• 4.3 CRN认知用户的多天线功率优化设计44-47
• 4.4 实验与结果分析47-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 总结与展望51-52
• 5.1 论文工作总结51
• 5.2 未来工作展望51-52
• 参考文献52-56
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文56-57
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利57-58
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目58-59
• 致谢59

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本文编号：1075126