认知无线电网络中高能效宽带频谱感知策略和传输方案研究

发布时间：2017-04-06 18:20

  本文关键词：认知无线电网络中高能效宽带频谱感知策略和传输方案研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线通信业务的迅速发展,无线频谱资源按照频段进行划分,分配给不同通信系统使用。这种固定频率分配方式导致部分频段频谱资源不足,而部分频段频谱利用率不高。认知无线电作为一种智能的频谱共享技术,可以动态地检测空闲频谱资源并进行二次利用,极大地优化了无线频谱资源的动态管理,提高了频谱利用率。然而,在倡导绿色通信的大环境下,面向公众移动通信系统的认知无线电技术,在提高频谱利用率的同时,还必须对感知过程进行节能优化设计,在保障良好的用户体验的同时,促进节能减排。针对上述问题,本文重点研究了公众移动通信网络中宽带协作频谱感知技术,探索了能效优先的宽带频谱感知策略,以及在感知信息传输时降低系统能耗方法。论文的主要研究工作和贡献主要包括以下几个方面:1.阐述了当前频谱感知的研究现状,详细研究了基于授权用户发射端频谱感知的算法,并着重对认知无线电频谱感知的具体实施方法进行了分析。2.针对现有的传统周期频谱感知利用率低下的问题,提出了自适应频谱感知的策略。该方法自适应地选择当前CR用户的行为选择,根据最佳决策算法,判定下个行为CR用户是感知信道还是进行数据传输或者进行信道切换。减少了感知开销,提高了频谱的利用率。3.针对协作频谱感知中感知信息传输能耗较大的问题,提出了基于喷泉码的感知信息传输方案。该方案对喷泉码的度分布进行了优化,并和传统的度分布的喷泉码性能进行了对比,基于改进的喷泉码的信道编码,使得感知信息传输的过程中降低了系统的能耗。4.针对协作感知信息融合判决数据复杂度较高的问题,提出了分簇结构来组织感知节点。该方案在集中式协同频谱感知架构的基础上,采取多用户分簇的感知信息传输方法,将次级用户的感知信息先传输给簇头进行判决,再将判决结果传输到感知信息融合判决中心,做出关于主用户是否存在的判断,提高了系统检测概率的同时减少了传输的能耗。
【关键词】：认知无线电 频谱感知 自适应频谱感知 喷泉码 多用户分簇
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 缩略词12-13
• 注释表13-14
• 第一章 绪论14-25
• 1.1 认知无线电网络的起源14-17
• 1.1.1 认知无线电的概念14-16
• 1.1.2 认知无线网络的概念16
• 1.1.3 认知无线电的网络架构16-17
• 1.2 认知无线电网络的应用前景和面临的挑战17-19
• 1.2.1 认知网络的发展应用前景17-18
• 1.2.2 认知无线电的潜能和面临的挑战18-19
• 1.3 课题的研究意义和研究现状19-23
• 1.3.1 课题的研究意义19-21
• 1.3.2 课题的研究现状21-23
• 1.4 论文的主要内容和结构23-25
• 第二章 认知无线网络频谱感知技术综述25-33
• 2.1 认知无线网络中的频谱感知25-27
• 2.1.1 频谱机会25-26
• 2.1.2 二元假设频谱感知模型26-27
• 2.2 频谱感知技术现状分析27-30
• 2.2.1 频谱感知技术分类27-28
• 2.2.2 匹配滤波检测28-29
• 2.2.3 循环特征检测法29-30
• 2.3 现有的频谱感知策略30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 自适应频谱感知33-46
• 3.1 周期性频谱感知策略33-34
• 3.2 自适应频谱感知策略34-35
• 3.3 POMDP的一般模型35-36
• 3.3.1 POMDP的一般模型35
• 3.3.2 POMDP的一般算法步骤35-36
• 3.4 基于POMDP的自适应感知策略模型36-39
• 3.4.1 系统模型36
• 3.4.2 自适应感知结构36-37
• 3.4.3 自适应感知过程37-39
• 3.5 POMDP的决策算法39-43
• 3.5.1 POMDP决策框架39-40
• 3.5.2 POMDP决策过程40-43
• 3.6 仿真结果43-45
• 3.7 本章小结45-46
• 第四章 基于改进喷泉码度分布的感知信息传输方案46-55
• 4.1 喷泉码的基本理论46-47
• 4.1.1 LT码46-47
• 4.1.2 Raptor码47
• 4.2 喷泉码的编译码流程47-48
• 4.2.1 编码流程48
• 4.2.2 译码流程48
• 4.3 喷泉码的度分布48-50
• 4.3.1 理想的孤立子分布48-49
• 4.3.2 鲁棒的孤立子分布49-50
• 4.3.3 改进的度分布设计50
• 4.4 基于改进后的喷泉码的性能仿真50-54
• 4.4.1 获得参数1? 和2? 的最佳值50-51
• 4.4.2 参数c对误码率性能的影响51-52
• 4.4.3 信息比特K对改进的喷泉码的误码率性能影响52
• 4.4.4 喷泉码不同度分布的误码率性能比较52
• 4.4.5 改进的喷泉码与卷积码的误码率性能比较52-54
• 4.4.6 能耗的比较54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 基于多用户分簇的协同频谱感知信息传输方案设计55-64
• 5.1 多用户协同频谱感知方案55-57
• 5.1.1 协同频谱感知的网络结构55-56
• 5.1.2 协同频谱感知的检测性能对比图56-57
• 5.2 认知无线网络中的分簇结构57-58
• 5.3 基于分簇结构的协同频谱感知信息传输58-61
• 5.3.1 基于分簇的协作频谱感知传输58-60
• 5.3.2 感知信息传输结构框图60-61
• 5.4 仿真分析61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 论文工作总结64
• 6.2 下一步研究展望64-66
• 参考文献66-71
• 致谢71-72
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文72-73

【参考文献】

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1 徐雷;徐大专;张小飞;;认知无线电中基于MIMO-OFDM的限速率反馈资源分配算法[J];通信学报;2010年07期

  本文关键词：认知无线电网络中高能效宽带频谱感知策略和传输方案研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：289426