空地一体化网络频谱感知技术研究

发布时间:2018-01-07 16:05

  本文关键词:空地一体化网络频谱感知技术研究 出处:《北京交通大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 认知卫星通信网络 协作频谱感知 压缩感知 最小均方误差 随机梯度追踪


【摘要】:随着多媒体业务和高通量卫星技术的飞速发展,卫星宽带无线接入的需求正在急剧增长,目前卫星通信普遍采用时分复用,对频谱利用的研究较少。认知无线电(CR)技术可以有效地提高异构无线网络中的频谱利用率。但是如何在多个地面无线网络和卫星网络的混合网络中利用这一技术提高这类网络的频谱利用率是当前的研究热点。认知无线电技术允许认知用户和授权用户在同一频谱内共存而不影响授权用户的正常通信。频谱感知技术是认知无线电中的核心技术,但是过高的采样率严重制约了传统宽带频谱感知技术的发展。压缩感知能够克服传统宽带频谱感知对信号的采样速率必须满足奈奎斯特抽样定理,同时也是应用于空地一体化网络的关键技术。论文的研究工作得到了中国电子科技集团公司航天信息应用技术重点实验室开放基金项目的支持。针对上述热点问题,论文的主要工作如下:(1)提出了基于协作频谱感知的认知空地网络通信架构。首先研究了认知卫星动态接入空闲卫星授权频段以及地面授权频段的可行模式。针对未来宽带卫星中认知无线电技术的应用,本文提出了基于协作频谱感知的认知空地网络通信架构,使多个节点能够公平地接入卫星网络,同时满足了网络节点之间快速接入响应的需要,并详细分析了该架构的协作频谱感知运行模式以及功能框架,最后对多天线CR节点协作感知模型的性能进行了详细的分析。(2)提出了基于SGOMP的宽带压缩感知算法。针对正交匹配追踪(OMP)算法测量过程容易受到噪声干扰以及在实际应用中原始信号稀疏度可能不可用的问题,本文提出了一种称为随机梯度正交匹配追踪(SGOMP)的新型重建算法,随机梯度法用于替代正交匹配追踪(OMP)算法的最小二乘法,并在提出算法的基础上增加了提前终止条件,以减少算法复杂度。论文提出的认知空地网络通信架构降低了认知用户终端硬件设计复杂度,增加了系统噪声容限,显著提高了系统频谱利用率。仿真结果表明,所提出的算法在噪声环境下原始信号重构成功率较高。此外,使用提前终止阈值(ETT)可以在不影响算法重构成功率的前提下降低算法的复杂度。
[Abstract]:With the rapid development of multimedia services and high-throughput satellite technology, the demand of satellite broadband wireless access is growing rapidly. At present, time division multiplexing is widely used in satellite communication. Less research on spectrum utilization. Cognitive Radio (CR). However, how to improve the spectral efficiency of multiple terrestrial wireless networks and satellite networks by using this technology is the current research. Cognitive radio technology allows cognitive users and authorized users to coexist in the same spectrum without affecting the normal communication of authorized users. Spectrum sensing technology is the core technology in cognitive radio. However, the high sampling rate seriously restricts the development of traditional broadband spectrum sensing technology. Compressed sensing can overcome the traditional broadband spectrum sensing sampling rate of signals must meet Nyquist sampling theorem. At the same time, it is also the key technology applied in the air-ground integration network. The research work of this paper is supported by the open fund project of the key laboratory of aerospace information application technology of china electronic technology group corporation. In view of the above hot questions. Question. The main work of the thesis is as follows:. A cognitive air-to-ground network communication architecture based on cooperative spectrum sensing is proposed. Firstly, the feasible modes of cognitive satellite dynamic access to idle satellite authorization band and ground authorization band are studied. The application of wire-electric technology. In this paper, a cognitive air-to-ground network communication architecture based on cooperative spectrum sensing is proposed, which enables multiple nodes to access the satellite network equitably, and meets the need of fast access response between network nodes. The cooperative spectrum sensing mode and the functional framework of the architecture are analyzed in detail. Finally, the performance of multi-antenna CR node cooperative sensing model is analyzed in detail. (2) A wideband compression sensing algorithm based on SGOMP is proposed. The algorithm is prone to noise interference and the problem that the original signal sparsity may not be available in practical applications. In this paper, a new reconstruction algorithm called random gradient orthogonal matching tracking (SGOMP) is proposed, which is used to replace the least square method of orthogonal matching tracking (OMP) algorithm. In order to reduce the complexity of the algorithm, the proposed cognitive air-to-ground network communication architecture reduces the complexity of the hardware design of cognitive user terminal. The noise tolerance of the system is increased, and the spectrum efficiency of the system is improved significantly. The simulation results show that the proposed algorithm has a high success rate of original signal reconstruction in noisy environment. Using early termination threshold (ETT) can reduce the complexity of the algorithm without affecting the success rate of reconstruction.
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN925

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 岳文静;郑宝玉;;一种基于可靠度的频谱感知算法[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2008年06期

2 刘婷婷;王建新;束锋;;合作频谱感知吞吐量和感知时间关系的研究[J];现代雷达;2009年05期

3 常帅;孔凡军;陈娟;郑学强;;协同频谱感知中的认知用户数优化[J];军事通信技术;2010年03期

4 汪一鸣;周刘蕾;;基于追踪定位的认知频谱感知解决方案[J];通信学报;2010年11期

5 岳文静;郑宝玉;孟庆民;崔景伍;解培中;;衰落信道下提高协作频谱感知能力的方法[J];中国科学:信息科学;2011年02期

6 韩勇;陈强;王建新;;合作频谱感知安全技术研究[J];通信技术;2011年06期

7 韩勇;王放;陈强;王建新;;一种信任度模糊分配的合作频谱感知算法[J];信号处理;2011年06期

8 蒋金波;王可人;陈小波;金虎;;频谱切换中基于频谱感知的链路保持概率[J];探测与控制学报;2011年06期

9 刘颖;杨震;;协作频谱感知系统中的结盟技术研究[J];南京邮电大学学报(自然科学版);2012年05期

10 秦臻;薛峰;梁继民;;最大系统效用合作频谱感知优化算法[J];信号处理;2013年02期

相关会议论文 前10条

1 岳文静;郑宝玉;;一种基于信道可靠性的协作频谱感知算法[A];2009年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2009年

2 张培;孟庆民;朱卫平;;一种可以减少感知时间的频谱感知方法[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年

3 郝博雅;周辉;孙斌;;基于权值的合作频谱感知算法[A];第六届全国信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2012年

4 吴昊;赵杭生;;基于三阶累积量的频谱感知技术研究[A];2009年全国无线电应用与管理学术会议论文集[C];2009年

5 张冰玉;郑宝玉;岳文静;;一种基于串行网络的协作频谱感知方案[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年

6 冯子木;漆春梅;王军;李乐民;;协同频谱感知算法综述[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年

7 王翊;胡艳军;唐希雯;;一种改进的基于多阈值的协作频谱感知方法[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年

8 郑仕链;何斌;杨伟程;;认知无线电宽带频谱感知试验研究[A];浙江省信号处理学会2011学术年会论文集[C];2011年

9 李佳俊;黄清;孔勇;;基于小波变换的认知无线电宽带频谱感知方法[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年

10 杨家胜;刘光斌;程俊仁;;基于压缩采样技术的认知无线电宽带频谱感知方法[A];中国通信学会第六届学术年会论文集(上)[C];2009年

相关博士学位论文 前10条

1 肖淑艳;认知无线电中频谱感知及资源优化分配的研究[D];中国矿业大学;2015年

2 卿浩博;面向无线通信系统的频谱感知理论与技术研究[D];北京邮电大学;2015年

3 杨雪洲;认知中继网络频谱感知与资源分配研究[D];电子科技大学;2014年

4 齐佩汉;稳健精细抗差异性频谱感知技术研究[D];西安电子科技大学;2014年

5 刘洋;基于跨层优化的频谱感知关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2014年

6 史振国;认知OFDM系统中频谱感知与基于感知的干扰对齐方法研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

7 江晓林;认知无线电网络中频谱感知算法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

8 m云海;BWT系统中基于认知的频谱聚合技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

9 秦臻;基于认知无线网络的频谱感知与信道切换技术研究[D];西安电子科技大学;2015年

10 贾琼;认知无线电系统中的频谱感知技术研究[D];西安电子科技大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 王艳君;认知无线网络中基于多节点的协作频谱感知技术的研究[D];昆明理工大学;2015年

2 谷凯;基于GNU Radio的动态频谱感知及数据传输[D];海南大学;2015年

3 孟晨;基于稀疏组套索的宽频带频谱感知研究[D];燕山大学;2015年

4 魏亮;认知车载网中频谱感知算法仿真研究[D];西南交通大学;2015年

5 周瑞;基于信任度的认知无线电联合频谱感知研究[D];湖南工业大学;2015年

6 钱陆;基于数据并发传输的频谱感知系统的研究[D];北京邮电大学;2014年

7 罗曼;认知无线电协作频谱感知技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

8 李然;基于随机矩阵理论的频谱感知算法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

9 张蔚;基于动态压缩采样的宽带频谱感知技术[D];哈尔滨工业大学;2015年

10 宋双;基于序贯检测的认知无线电协作频谱感知算法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年



本文编号:1393250

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/1393250.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户322e9***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com