基于多天线的频谱感知技术研究

发布时间：2025-01-15 20:49

　　认知无线电(Cognitive Radio,CR)被广泛认为是一种在未来无线通信系统中能显著提高无线频谱资源利用率的关键技术。在认知无线电中,未授权的次用户(Secondary User,SU)可以在不影响授权主用户(Primary User,PU)正常通信的前提下可通过机会接入的方式使用空闲授权频段,因而能够显著地提升频谱利用率。认知无线电通过频谱感知检测主用户的工作状态,因此频谱感知是实现认知无线电的基础。由于增加了额外的空域维度信息,关于多天线频谱感知技术的研究近年来是认知无线电领域的研究热点,引起了广大学者的兴趣。由此本文针对认知无线电网络中的多天线频谱感知技术进行了研究,主要贡献包括以下几个方面:首先,对信道不确定性环境下的多天线频谱感知进行了研究。本文考虑配有多个空间相关天线的认知无线电网络,其中主用户和次用户之间的信道在一个感知周期内可以是准静态的也可以是时变的感知场景。在这样的不确定性信道环境下,传统多天线频谱感知方法不能提供可靠的检测性能。针对这个问题,本文基于特征值矩比和加权协方差方法提出了一种两阶段的频谱感知方法,并推导了所提两阶段频谱感知方法的虚警概率和检测概率。...

【文章页数】：119 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究工作的背景与意义
    1.3 频谱感知技术研究现状及存在问题
        1.3.1 基于主用户接收机的频谱感知
        1.3.2 基于单天线的频谱感知
        1.3.3 基于多天线的频谱感知
    1.4 论文研究的主要内容及章节安排
第二章 信道不确定性环境下的多天线频谱感知
    2.1 引言
    2.2 频谱感知问题
        2.2.1 系统模型与问题描述
        2.2.2 信道模型
    2.3 经典频谱感知方法
        2.3.1 能量检测方法
        2.3.2 最大-最小特征值检测方法
        2.3.3 比例最大特征值检测方法
        2.3.4 协方差绝对值检测方法
        2.3.5 基于体积检测方法
        2.3.6 特征值矩之比检测方法
        2.3.7 基于加权的协方差检测方法
        2.3.8 性能对比与分析
    2.4 提出的两阶检测方法
    2.5 仿真结果与性能分析
    2.6 本章小结
第三章 空间相关瑞利时变衰落信道下的多天线频谱感知
    3.1 引言
    3.2 系统模型与问题描述
    3.3 基于Ljung-Box的检测方法
        3.3.1 计算复杂度分析
        3.3.2 仿真结果与性能分析
    3.4 实值加权协方差检测方法
        3.4.1 计算复杂度分析
        3.4.2 仿真结果与性能分析
    3.5 广义实值加权协方差检测方法
        3.5.1 广义实值加权协方差检测方法的检测门限
        3.5.2 广义实值加权协方差检测方法的检测概率
        3.5.3 仿真结果与性能分析
    3.6 本章小结
第四章 均匀噪声下的非圆信号频谱感知
    4.1 引言
    4.2 系统模型与问题描述
        4.2.1 预备知识
        4.2.2 系统模型
    4.3 非圆局部平均方差方法
        4.3.1 传统的局部平均方差方法
        4.3.2 所提的非圆局部平均方差方法
        4.3.3 非圆局部平均方差方法的检测门限
        4.3.4 计算复杂度分析
    4.4 仿真结果与性能分析
    4.5 本章小结
第五章 非均匀噪声下的非圆信号频谱感知
    5.1 引言
    5.2 系统模型与问题描述
    5.3 非圆协方差检测方法
        5.3.1 非圆协方差方法的检测门限
        5.3.2 计算复杂度分析
    5.4 仿真结果与性能分析
    5.5 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
附录
攻读博士学位期间取得的成果



本文编号：4027833