脉冲噪声下认知节点的频谱感知与信号接收方法研究
发布时间：2024-05-16 02:38
随着智能电网、车联网、物联网等概念的提出与发展,人类社会正在向信息化、数字化的发展方向高歌猛进。而能够收集、传输数据的无线传感器网络作为智能网络中不可或缺的一部分,其应用的场景日益广泛、规模与日俱增,同时其服务质量与带宽的需求急剧增长。这种局面导致无线通信中频谱资源稀缺的严重性日益显著,极大地限制了无线传感器网络的实际部署。因此,研究人员逐渐将注意力集中在可以高效、智能地利用频谱资源的新型通信网络模式上。认知无线电(Cognitive Radio,CR)技术旨在令非授权设备具备准确感知授权用户频谱使用情况,机会性利用授权用户的频谱传输数据的能力,具有十分广阔的应用前景。结合认知无线电技术建立认知传感器网络,自然成为了解决无线传感器网络频谱不足问题的一种有效方案。认知传感器网络的诞生无疑为数字化城市建设提供了保障,这同时意味着网络的应用场景中通常存在着人类活动。频繁的车辆打火、电力线传输、开关通断等等人为产生的电磁脉冲,使得认知传感器网络的环境噪声常常具有脉冲特性,基于高斯白噪声信道假设研究与建立的通信设备在此场景下的性能会严重恶化。因此,本文以更符合实际情况的Middleton A类噪...
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究的目的和意义
1.2 认知无线电技术概述
1.2.1 认知无线电的功能与网络模型
1.2.2 认知无线电的工作模式与应用前景
1.3 认知传感器网络在实际实施中面临的问题
1.3.1 脉冲噪声下的频谱感知
1.3.2 节点的能耗与吞吐量
1.3.3 脉冲噪声下的信号接收
1.4 论文的研究内容与组织结构
第2章 脉冲噪声模型与相关研究问题
2.1 引言
2.2 Middleton A类噪声模型
2.3 常用的频谱感知方法
2.3.1 能量检测器
2.3.2 匹配滤波检测器
2.3.3 特征检测器
2.3.4 其他检测方法
2.4 结合能量收集的节点帧结构模型
2.5 脉冲噪声下的信号接收
2.5.1 最优接收机
2.5.2 局部最优接收机
2.5.3 截断器与限幅器
2.6 本章小结
第3章 Middleton A类噪声模型下的频谱感知方法
3.1 引言
3.2 基于能量检测的频谱感知方法
3.2.1 Middleton A类噪声下的能量检测
3.2.2 噪声参数不确定对感知性能的影响
3.3 基于分数低阶矩的频谱感知方法
3.3.1 全局与局部最优检测
3.3.2 基于FLOM的频谱感知方法
3.3.3 带噪声功率估计的NPE-FLOM频谱感知方法
3.4 性能分析与仿真结果
3.4.1 FLOM检测器的性能分析
3.4.2 带噪声功率估计的NPE-FLOM检测器的性能分析
3.5 本章小结
第4章 Middleton A类噪声下频谱感知与能量收集的联合优化
4.1 引言
4.2 认知节点的帧结构
4.2.1 传统认知节点帧结构
4.2.2 能量收集认知节点帧结构
4.3 节点平均吞吐量分析模型
4.3.1 Middleton A类噪声信道的容量
4.3.2 传统节点的平均吞吐量
4.3.3 补偿供给认知节点的平均吞吐量
4.3.4 完全供给认知节点的平均吞吐量
4.4 帧结构参数的联合优化
4.4.1 传统认知节点的平均吞吐量优化
4.4.2 补偿供给认知节点的平均吞吐量优化
4.4.3 完全供给认知节点的平均吞吐量优化
4.5 性能分析与仿真结果
4.5.1 认知节点平均吞吐量与帧结构的关系
4.5.2 认知节点平均吞吐量与频谱感知方法的关系
4.5.3 能量收集率与授权用户信号信噪比对节点平均吞吐量的影响
4.6 本章小结
第5章 Middleton A类噪声下的信号接收方法研究
5.1 引言
5.2 Middleton A类噪声下的传统接收方法
5.3 Middleton A类噪声下基于分数低阶矩的接收方法
5.4 Middleton A类噪声下基于分数幂的接收方法
5.5 性能分析与仿真结果
5.5.1 FLOM接收方法的性能仿真与分析
5.5.2 分数幂接收方法的性能仿真与分析
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历
本文编号：3974574
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究的目的和意义
1.2 认知无线电技术概述
1.2.1 认知无线电的功能与网络模型
1.2.2 认知无线电的工作模式与应用前景
1.3 认知传感器网络在实际实施中面临的问题
1.3.1 脉冲噪声下的频谱感知
1.3.2 节点的能耗与吞吐量
1.3.3 脉冲噪声下的信号接收
1.4 论文的研究内容与组织结构
第2章 脉冲噪声模型与相关研究问题
2.1 引言
2.2 Middleton A类噪声模型
2.3 常用的频谱感知方法
2.3.1 能量检测器
2.3.2 匹配滤波检测器
2.3.3 特征检测器
2.3.4 其他检测方法
2.4 结合能量收集的节点帧结构模型
2.5 脉冲噪声下的信号接收
2.5.1 最优接收机
2.5.2 局部最优接收机
2.5.3 截断器与限幅器
2.6 本章小结
第3章 Middleton A类噪声模型下的频谱感知方法
3.1 引言
3.2 基于能量检测的频谱感知方法
3.2.1 Middleton A类噪声下的能量检测
3.2.2 噪声参数不确定对感知性能的影响
3.3 基于分数低阶矩的频谱感知方法
3.3.1 全局与局部最优检测
3.3.2 基于FLOM的频谱感知方法
3.3.3 带噪声功率估计的NPE-FLOM频谱感知方法
3.4 性能分析与仿真结果
3.4.1 FLOM检测器的性能分析
3.4.2 带噪声功率估计的NPE-FLOM检测器的性能分析
3.5 本章小结
第4章 Middleton A类噪声下频谱感知与能量收集的联合优化
4.1 引言
4.2 认知节点的帧结构
4.2.1 传统认知节点帧结构
4.2.2 能量收集认知节点帧结构
4.3 节点平均吞吐量分析模型
4.3.1 Middleton A类噪声信道的容量
4.3.2 传统节点的平均吞吐量
4.3.3 补偿供给认知节点的平均吞吐量
4.3.4 完全供给认知节点的平均吞吐量
4.4 帧结构参数的联合优化
4.4.1 传统认知节点的平均吞吐量优化
4.4.2 补偿供给认知节点的平均吞吐量优化
4.4.3 完全供给认知节点的平均吞吐量优化
4.5 性能分析与仿真结果
4.5.1 认知节点平均吞吐量与帧结构的关系
4.5.2 认知节点平均吞吐量与频谱感知方法的关系
4.5.3 能量收集率与授权用户信号信噪比对节点平均吞吐量的影响
4.6 本章小结
第5章 Middleton A类噪声下的信号接收方法研究
5.1 引言
5.2 Middleton A类噪声下的传统接收方法
5.3 Middleton A类噪声下基于分数低阶矩的接收方法
5.4 Middleton A类噪声下基于分数幂的接收方法
5.5 性能分析与仿真结果
5.5.1 FLOM接收方法的性能仿真与分析
5.5.2 分数幂接收方法的性能仿真与分析
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历
本文编号：3974574
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