不同无线环境下的频谱感知技术研究

发布时间：2024-03-19 02:39

　　随着无线电技术和通信业务的迅速发展,随时、随地的无线通信需求不断增加,不同业务、不同行业的无线电频谱资源的需求呈现出爆炸式增长,使得有限的频谱资源供需矛盾日益紧张,结构性短缺矛盾突出。然而,调查数据表明,已授权频谱在多维空间中(时间、频率、空域和能量域)平均占用度低,存在着大量利用率不高的频谱。认知无线电技术能够“机会式”接入空闲频谱,有效地提高频谱资源的利用率,受到了广泛的关注。频谱感知技术不仅是认知无线电中的一个关键技术,而且是认知无线电系统共享频谱资源的基础。可靠的频谱感知,能够实时的发现空闲频谱,为次用户选出合适的通信频段。然而,频谱感知的性能与外部复杂多变的电磁环境有着密切的关系。为了能够实时的发现多维空间中的空闲频谱,要求频谱感知技术具有较高的感知效率;为了不对主用户产生有害干扰,要求频谱感知技术具有较高的可靠性。基于此,本文围绕不同无线环境对频谱感知性能的影响问题,进行了深入的研究,具体研究内容和研究成果如下:1)基于频谱感知的系统模型,以信号检测理论为基础,对传统的频谱感知算法,即能量检测算法、匹配滤波检测算法、广义似然比检测算法以及协作频谱感知算法,进行了归纳和优缺点...

【文章页数】：121 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１美国两个城市的频谱占用度情况??１．１．２认知无线电技术的定义??认知无线电（ＣＲ，?Ｃｏｇ?

工作参数的智能系统。该系统可以达到两个主要目标：一是随时随地所需的高可靠性??通信；二是无线电频率的有效利用。Ｓ．?Ｈａｙｋｉｎ从信号处理的角度总结出了?ＣＲ系统的??三个关键功能［９］，如图１．２所示，分别是无线环境分析功能、信道状态估计与预测功??能、功率控制与频谱管理功能，....

图１．２?Ｓ．Ｈａｙｋｉｎ提出的认知环??１．１．３认知无线电系统中的关键技术??

?７５％?１００％??图１．１美国两个城市的频谱占用度情况??１．１．２认知无线电技术的定义??认知无线电（ＣＲ，?Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ?Ｒａｄｉｏ）和软件定义的无线电（ＳＤＲ，Ｓｏｆｔｗａｒｅ－Ｄｅｆｉｎｅｄ??Ｒａｄｉｏ）统称为软件无线电（ＳＲ，Ｓｏｆｔｗａｒｅ?Ｒａｄｉｏ）［....

图１．３频谱空洞示意图??只有可靠的频谱感知，才能实时的发现空闲频谱，为次用户选出合适的通信频段??

据主用户是否占用频谱资源，将授权频段的频谱资源分为三种不同的类型。对于被主??用户占用，次用户不能使用的授权频段称为黑色区域；对于主用户未占用，仅存在背??景噪声，次用户可以使用的授权频段称为白色区域，即频谱空洞，如图１．３所示；对??于主用户部分占用，或存在低功率信号，次用户基....

图２．１频谱感知场景示意图??２丄２频谱感知模型??

２丄２频谱感知模型??次用户对主用户进行频谱感知的目的是检测主用户是否占用授权频段，这种检测??问题可以采用二元假设检验的模型进行表述，其框图如图２．２所示。将此图中各部分??映射到频谱感知过程中，在％假设情况下，主用户未发射的信号，信源为噪声；在＃??假设情况下，信源为主用户发....

本文编号：3932196