基于DPX频谱感知研究

发布时间：2017-09-11 17:48

  本文关键词：基于DPX频谱感知研究

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【摘要】：随着无线通信技术地迅猛发展,无线终端设备地猛增,对于无线频谱资源的需求越来越大。目前,无线频谱分配大多属于固定分配方式,一方面,会导致一些频段很少被使用、而另外一些频段出现不够用的情况,这是对频谱资源的浪费;另一方面,留给新业务、新技术的频谱资源也非常之少。认知无线电地提出解决了这个问题[1],其动态频谱接入思想被认为是解决目前频谱资源短缺的一个有效途径。目前频谱感知方法有能量检测、匹配滤波器检测、循环平稳特性检测等。本文综述了相关领域的研究现状,主要涉及认知无线电的概念以及一些比较常见的频谱感知方法,以及数字荧光频谱技术的原理。然后将数字荧光频谱(DPX,Digital Phosphor Spectrum)技术引入到认知无线电中,提出了一种新的能量检测频谱感知方法——基于数字荧光频谱(DPX)技术的频谱感知方法:一是提出了以遗传算法优化权值的DPX频谱感知方法。该方法基于数字荧光频谱每个频点的统计特征,为每个统计特征赋予权值,采用遗传算法对这些权值进行优化,实现基于DPX的频谱感知。二是提出了基于高斯分布的DPX频谱感知方法。研究高斯白噪声的时域特性和频谱特性。由于傅立叶变换是一种线性变换,高斯白噪声又是一种平稳随机信号,根据其输入线性系统(傅里叶变换)的特性以及数字荧光频谱特性,结合中心极限定理,得到每个频点的信号分布特性以及各频点之间的关系,利用上述特性来实现了基于DPX的频谱感知。三是利用MATLAB编写了数字荧光频谱数据的生成软件,并用其对上述两种算法进行了仿真实验,并对比了传统感知算法,得到了检测概率优于传统感知算法的结论。
【关键词】：认知无线电 频谱感知 数字荧光频谱技术 遗传算法 高斯分布
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 研究的背景及意义8-9
• 1.2 国内外认知无线电技术的研究现状9-10
• 1.3 认知无线电技术的应用领域10-11
• 1.3.1 军事11
• 1.3.2 无线局域网（WLAN）应用11
• 1.3.3 超宽带（UWB）系统应用11
• 1.4 数字荧光频谱技术的发展现状11-12
• 1.5 数字荧光频谱技术的应用范围12
• 1.5.1 信号监测应用12
• 1.5.2 雷达应用12
• 1.6 数字荧光频谱技术应用到频谱感知中12-13
• 1.7 本文的研究内容13
• 1.8 本文的结构及内容安排13-14
• 1.9 本章小结14-15
• 2 频谱感知技术和数字荧光频谱技术概述15-25
• 2.1 频谱感知技术概述15-21
• 2.1.1 主用户发射端检测16-19
• 2.1.2 主用户接收端检测19-21
• 2.1.3 协同检测21
• 2.2 数字荧光频谱概述21-23
• 2.3 本章小结23-25
• 3 基于DPX的频谱感知原理25-36
• 3.1 建立模型25-27
• 3.2 DPX频谱特征分析27
• 3.3 以遗传算法优化权值的DPX频谱感知算法27-33
• 3.3.1 遗传算法简介27-28
• 3.3.2 以遗传算法优化权值的DPX频谱感知28-33
• 3.4 基于高斯分布的DPX频谱感知算法33-35
• 3.4.1 高斯分布简介33
• 3.4.2 基于高斯分布的DPX频谱感知33-35
• 3.5 本章小结35-36
• 4 仿真实验与分析36-50
• 4.1 DPX数据生成程序设计36-41
• 4.1.1 核心函数介绍36-37
• 4.1.2 DPX数据生成软件框架37
• 4.1.3 仿真数据特征值的验证37-41
• 4.2 实验条件41-42
• 4.3 以遗传算法优化权值的DPX频谱感知算法的实验及分析42-48
• 4.4 基于高斯分布的DPX频谱感知算法的实验及分析48-49
• 4.5 本章小结49-50
• 5 总结与展望50-52
• 参考文献52-55
• 附录55-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果58-59
• 致谢59-60

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本文编号：832193