文档介绍：南京邮电大学
硕士学位论文
认知无线电系统中基于数据融合的协作频谱感知算法的研究
姓名:卞荔
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:朱琦
20100301
摘要用最大后验概率融合准则。本文对四种协作频谱感知的算法进行了仿真以及性关键词:认知无线电网络,协作频谱感知,数据融合,贝叶斯准则,检查策略,量化,表近年来,随着频谱竞争的不断升温,使得认知无线电篊成为当前的研究热点。认知无线电网络中的无执照用户创斡没Щ駽没通过动态频谱接入的方法可以与有执照用户粗饔没共享同一频段,每一个用户通过对频段进行扫描来发现可利用的空闲频段。为了避免对主用户的干扰,进行准确的频谱感知成为认知无线电的关键技术。相比非协作的频谱感知算法,协作频谱感知可以使认知无线电网络对主用户进行更为可靠的检测,从而避免了对主用户的干扰,在协作感知中数据融合是其关键技术之一。本文首先并研究了非协作的能量检测的频谱感知算法,对基于“与”融合准则、“或”融合准则、表决融合准则、最大后验概率融合准则和贝叶斯融合准则的数据融合算法进行了分析,并将这五种数据融合方法应用于认知无线电,进行协作频谱感知,同时还比较了它们的频谱检测性能。仿真结果显示最大后验概率融合准则、贝叶斯融合准则和表决融合相比“与”融合准则和“或”融合准则在认知无线电的环境中感知性能更优。然后本文从带宽受限的认知无线电网络的角度出发,提出了将表决融合准则和“与”融合准则分别与检查策略嘟岷系男髌灯赘兄5姆椒ǎ源死醇少发往融合中心的平均感知比特数,从而有效地节约传输带宽。并对这些算法在理想信道和非理想信道中的协作频谱感知的性能,进行了详细的数学推导,给出了对应的多种情况的检测概率的闭合式。最后对三种检查的协作频谱感知的方法进行了仿真与性能分析。仿真结果表明这三种算法都能以较少的感知性能的损失来获得较多的感知比特的节约,但是相比之下表决融合准则的性能最好,即能在较好的感知性能的前提下,以较少的感知性能的损失来获得大量的感知比特的节约。最后本文提出了将检查的方法分别与本地最优量化和均匀量化相结合的协作频谱感知的算法,通过增加一部分的传输比特数,来得到更好的感知性能,该算法中融合中心采能分析,仿真结果表明在认知无线电系统中本地最优量化算法要优于均匀量化算法,而与检查相结合的量化算法又要优于传统的量化算法,因此相比之下,在这四种算法中检查与本地最优量化相结合的算法的感知性能是最优的。决融合南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要;
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⒄瓜肿众所周知,在很多国家无线电频谱的使用是受到控制的,他们通过政府授权的方法把有限的频段分配给许可的通信系统单独使用,正是由于采用了这种静态的频谱资源分配的方式,使得无线电频谱成为一种稀缺的宝贵资源。但是近年来由于通信技术的飞速发展,越来越多的无线设备被广泛使用,从而导致频谱的竞争不断升温,尤其是的争夺已达到了近白日化的程度。但根据美国联邦通信委员会难芯肯允居兄凑频段的频谱利用率仅为%到%氪送盕还做出如下报告:行┢刀卧诰蠖嗍奔涫茄现孛挥械玫嚼玫摹溆嗟钠刀问潜怀浞质褂茫踔劣械钠刀胃旱<亍因此急需一种新的政策来解决这种日益突出的频谱拥塞的问题。于是引入了三种机会频谱接入的技术,分别是超宽带无线电技术、尴叩缂际鹾腿现N尴叩缂,其中认知无线电技术被认为是最为适合户外通信的技术。认知无线电的思想是无执照用户创斡没在不影响有执照用户粗饔没通信的情况下可以使用其频段。例如:诳悸橇说缡悠刀蔚睦寐屎艿偷那榭鱿拢岢隽开放电视频段给次用户使用的思想T谡飧鲂碌钠灯资褂梅椒ㄖ校饔没Э梢院痛斡没共享频谱,因此提高了频谱利用率。认知无线电的两个主要目标是:Vの蘼酆问焙地的高可靠通信尴叩缙灯椎母咝Ю谩为了解决频谱资源匮乏的问题,认知无线电概念应运而生。认知无线电的基本出发点是:为了提高频谱利用率,具有认知功能的无线通信设备可以按照某种“伺机姆绞焦ぷ髟谥饔没У钠刀文凇5比唬庖欢ㄒ=⒃谥饔没У钠刀蚊挥杏没蛘咧有很少的通信业务在活动的情况下。这种在空域、时域和频域中出现可以被利用的频谱资源被称为“频谱空洞”。认知无线电的核心思想就是使无线通信设备具有发现“频谱空洞”韵缕刀械钠刀谓霰徊糠掷谩术篶南京邮电大学硕士研究生学位论文,‘
苹博士通过对软件无线电,概念的延伸提出的。年,博士在其学术论文【恐忻枋隽宋尴呷现;返耐评模型,并提出频谱池的概念,在年瑞典皇家科学院举行的博士论文答辩中【浚徊窖芯苛巳现N尴叩缡侨绾瓮ü尴叩缰J睹枋鲇镅刺岣个人无线通信业务的灵活性,并给出了跨学科