最大化能量效率的协作频谱感知优化算法研究

发布时间：2017-09-08 22:20

  本文关键词：最大化能量效率的协作频谱感知优化算法研究

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【摘要】：随着当今社会在科技以及经济领域里日新月异的蓬勃发展,人们无处不享受着科技带来的简单与方便,在这些便利的背后,是各种科学技术的支撑。其中,人们平时生活与工作中赖以交流沟通的通讯技术尤为突出。这些便对通讯的可依赖性以及稳定性提出了很高的要求。同时,在当前现实社会中,各个领域对通信资源的需求也十分迫切。这些就对高效、稳定的无线电通信技术提出了更高的要求。然而,当这些无线通信高新技术出现的同时,现行的频谱分配政策和原则却仍然历久不变,这种分配方式将固定的频段分配给专门的用户,而且,被分配的特定频段的频谱是被特定的用户用来通信的,除此用户以外的其他用户是不可以使用这段特定的频谱的。这种分配频谱的方案使得认知无线电的大部分的已授权频谱没有得到高效率的使用,但是频谱资源却一直以来都非常的贫乏。为了使这一系列的问题得到解决,并充分的满足当前日益发展的通信需求,更加充分的利用分配的授权频谱,认知无线电这一重要技术应运而生。这一技术是利用认知用户在探测到授权用户未使用频谱的空闲时期进行通信。认知无线电系统通过探测无线电频谱,并在检测到空闲的频谱后,在对主用户只产生极小干扰的情况下,使用此空闲信道进行通信。本文对协作频谱感知算法进行优化研究,基于认知无线电提出了协作频谱感知最大化能量效率的优化算法,针对参与频谱感知的大量认知用户导致协作频谱感知过程中系统能耗的增加；以及大量用户参与的协作频谱感知对感知时间和感知结果传送时间的影响导致系统的性能降低,而使吞吐量下降的问题,提出了通过优化感知用户的数量来降低能量消耗和提高系统的吞吐量,进而达到最大化系统的能量利用效率的目的。通过理论的探讨以及计算机仿真,可以得出,选择一定数量的认知用户参与协作频谱感知能提高系统的性能,同时能使系统的能量效率达到最大化。
【关键词】：认知无线电 协作频谱感知 能量消耗 吞吐量 能量效率
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 论文研究背景10-13
• 1.2 认知无线电技术简介13-14
• 1.3 论文研究意义与国内外现状14-17
• 1.4 论文的主要研究内容及结构17-20
• 第二章 认知无线电频谱感知技术20-30
• 2.1 频谱感知技术20-22
• 2.2 频谱感知技术概述及分类22-23
• 2.3 主用户发射端检测23-25
• 2.4 合作频谱感知25-26
• 2.5 主用户接收端检测26-28
• 2.6 频谱感知的基本模型28-30
• 第三章 多用户协作频谱感知技术30-38
• 3.1 协作式频谱感知技术及分类30-33
• 3.2 认知无线电网络模型33
• 3.3 协作式频谱感知融合技术33-34
• 3.4 软融合技术与硬融合技术34-36
• 3.4.1 软融合技术34-35
• 3.4.2 硬融合技术35-36
• 3.5 参与协作式频谱感知的用户数量对系统性能的影响36-38
• 第四章 基于最大化能量效率的协作频谱感知优化算法38-54
• 4.1 引言38
• 4.2 系统模型38-40
• 4.3 授权频谱的工作模型40
• 4.4 频谱感知精确度40-41
• 4.5 合作频谱感知帧结构41-43
• 4.6 合作频谱感知过程中的最小能量消耗43-45
• 4.7 系统的吞吐量45-46
• 4.8 基于最大能量效率的协作频谱感知优化算法46-48
• 4.9 仿真结果和分析48-53
• 4.10 本章小结53-54
• 第五章 总结与展望54-56
• 致谢56-58
• 参考文献58-66
• 附录A (攻读硕士期间研究成果)66

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本文编号：816647