本文關(guān)鍵詞：認(rèn)知無線電中稀疏頻譜檢測及資源分配的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著第四代、第五代無線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,大量的無線業(yè)務(wù)需要占用較寬的頻帶,而可用的頻譜資源正變得越來越稀缺。另一方面,無處不在的無線服務(wù)和復(fù)雜的傳輸技術(shù),使得無線網(wǎng)絡(luò)的能量消耗非常嚴(yán)重。因此,尋找高頻譜利用率、高能效的無線傳輸技術(shù)具有重要意義。認(rèn)知無線電作為一種智能的無線通信系統(tǒng),通過動態(tài)的頻譜接入策略,能夠有效的提高頻譜利用率。近年來,針對認(rèn)知無線電技術(shù)的研究已經(jīng)取得了豐富的研究成果。與此同時,由于綠色技術(shù)能夠降低能耗、減少二氧化碳排放量并且能夠循環(huán)利用資源,綠色技術(shù)正得到學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和政府部分的廣泛關(guān)注。在無線通信中,綠色無線通信技術(shù)主要致力于提高能量效率、解決高服務(wù)質(zhì)量需求和節(jié)約能量之間的矛盾。因此,綠色無線通信技術(shù)與認(rèn)知無線電技術(shù)結(jié)合將成為未來無線通信研究的熱點。本文圍繞認(rèn)知無線電、綠色無線通信技術(shù)展開了研究,主要包括稀疏頻譜感知、高能效資源分配、高能效最優(yōu)中繼選擇等,主要創(chuàng)新內(nèi)容如下：(1)研究了分布式稀疏頻譜感知問題,根據(jù)次用戶能否獲得信道狀態(tài)信息,提出了兩種分布式稀疏頻譜感知算法。由于主用戶信號能量在頻域是稀疏的,因此可通過能量向量來判斷整個頻段的信道是否被占用,將頻譜感知問題轉(zhuǎn)化為稀疏向量恢復(fù)問題。當(dāng)信道狀態(tài)信息已知時,頻譜感知問題轉(zhuǎn)化為從多個次用戶觀測向量恢復(fù)同一個稀疏向量問題；當(dāng)信道狀態(tài)信息未知時,頻譜感知問題轉(zhuǎn)化為從多個次用戶觀測向量恢復(fù)多個具有相同稀疏結(jié)構(gòu)的稀疏向量問題；分別采用不同的分布式方法對上式問題進(jìn)行求解,得到了兩種分布式稀疏頻譜感知算法。研究了集中式稀疏頻譜感知問題,根據(jù)次用戶能否獲得信道狀態(tài)信息,提出了兩種集中式稀疏頻譜感知算法。與分布式稀疏頻譜感知問題類似,頻譜感知問題轉(zhuǎn)化為從多個次用戶觀測向量恢復(fù)同一個稀疏向量或恢復(fù)多個具有相同稀疏結(jié)構(gòu)的稀疏向量問題,然后分別采用路徑協(xié)同優(yōu)化算法和多任務(wù)貝葉斯壓縮感知算法對其進(jìn)行求解,得到了兩種集中式稀疏頻譜感知算法。(2)研究了認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的資源分配問題,根據(jù)次用戶能否獲得完整的信道狀態(tài)信息,提出了高能效資源分配算法和魯棒的高能效功率分配算法。針對多用戶認(rèn)知正交頻分多址系統(tǒng),1)在次用戶能夠獲得其與主用戶之間的信道狀態(tài)信息的場景下,以次用戶的能量效率和為優(yōu)化目標(biāo),在干擾約束和功率約束條件下,對子信道和功率分配問題進(jìn)行研究。針對上述優(yōu)化問題,提出了一種分步算法：第一步為子信道分配算法,第二步為高能效功率分配算法；2)在次用戶無法準(zhǔn)確獲得其與主用戶之間的信道狀態(tài)信息的場景下,以最大化最小次用戶能量效率為優(yōu)化目標(biāo),在干擾約束條件、功率約束條件和信道估計誤差約束條件下,對功率分配問題進(jìn)行研究。由于目標(biāo)函數(shù)和信道估計誤差約束條件是非凸的,很難直接對其進(jìn)行求解。為了便于求解,首先將非凸的信道估計誤差約束條件轉(zhuǎn)化為凸約束條件,然后引入變量將原優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為等效的凸優(yōu)化問題,最后給出了魯棒的高能效功率分配算法。(3)研究了認(rèn)知放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)中的資源分配問題,提出了一種高能效中繼選擇和功率分配算法。在認(rèn)知放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)場景下,以認(rèn)知用戶的能量效率為優(yōu)化目標(biāo),對最優(yōu)中繼選擇和功率分配問題進(jìn)行研究。針對上述優(yōu)化問題,提出的高能效中繼選擇和功率分配算法包括兩步：第一步為高能效功率分配算法,第二步為最優(yōu)中繼選擇。研究了統(tǒng)計約束條件下認(rèn)知解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)中的功率分配問題,提出了一種高能效功率分配算法。該算法首先對統(tǒng)計約束條件進(jìn)行等效變換,然后通過引入?yún)?shù)將原始的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為分式優(yōu)化問題,最后給出了一種迭代的求解算法。(4)研究了時延服務(wù)質(zhì)量約束條件下的認(rèn)知無線電功率分配問題,提出了一種高能效功率分配算法。為了在保證系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的同時,提高系統(tǒng)的能量效率,以有效容量與功耗的比值作為優(yōu)化目標(biāo),在滿足總發(fā)射功率和干擾約束條件下,對功率分配問題進(jìn)行研究。上述優(yōu)化問題是非凸的,為了方便求解,首先引入變量,將原優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為一維優(yōu)化問題和傳統(tǒng)的有效容量最大化問題,然后通過對這兩個問題進(jìn)行求解,給出了一種有效的功率分配方案。
【關(guān)鍵詞】：認(rèn)知無線電 資源分配 稀疏頻譜感知 能量效率 中繼系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 縮略詞注釋表13-15
• 第一章 緒論15-25
• 1.1 研究背景與意義15-16
• 1.2 頻譜感知研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 資源管理研究現(xiàn)狀18-21
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點21-23
• 1.4.1 稀疏頻譜感知的研究21-22
• 1.4.2 高能效資源分配算法的研究22-23
• 1.5 論文的結(jié)構(gòu)安排23-25
• 第二章 認(rèn)知無線電中稀疏頻譜感知算法25-41
• 2.1 引言25-26
• 2.2 分布式稀疏頻譜感知26-32
• 2.2.1 信號模型和問題闡述26-29
• 2.2.2 分布式稀疏頻譜感知29-32
• 2.3 集中式稀疏頻譜感知32-36
• 2.3.1 信號模型與問題闡述32
• 2.3.2 集中式稀疏頻譜感知32-36
• 2.4 仿真結(jié)果與分析36-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第三章 認(rèn)知無線電系統(tǒng)中高能效資源分配算法41-63
• 3.1 引言41-42
• 3.2 多用戶認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的高能效資源分配算法42-52
• 3.2.1 系統(tǒng)模型與問題表述42-44
• 3.2.2 高能效資源分配算法44-49
• 3.2.3 仿真結(jié)果與分析49-52
• 3.3 認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的魯棒高能效功率分配算法52-60
• 3.3.1 系統(tǒng)模型與問題表述52-53
• 3.3.2 魯棒高能效功率分配算法53-58
• 3.3.3 仿真結(jié)果與分析58-60
• 3.4 本章小結(jié)60-63
• 第四章 認(rèn)知中繼系統(tǒng)中高能效資源分配算法63-85
• 4.1 引言63-64
• 4.2 認(rèn)知AF中繼系統(tǒng)中的最優(yōu)中繼選擇和功率分配64-77
• 4.2.1 系統(tǒng)模型與問題表述64-67
• 4.2.2 高能效功率分配和最優(yōu)中繼選擇67-74
• 4.2.3 仿真結(jié)果與分析74-77
• 4.3 認(rèn)知DF中繼系統(tǒng)中的功率分配問題77-83
• 4.3.1 系統(tǒng)模型與問題表述77-79
• 4.3.2 高能效功率分配79-81
• 4.3.3 仿真結(jié)果與分析81-83
• 4.4 本章小結(jié)83-85
• 第五章 時延服務(wù)質(zhì)量約束下的高能效功率分配算法85-97
• 5.1 引言85-86
• 5.2 有效容量86-87
• 5.3 時延QoS約束條件下的高能效功率分配算法87-95
• 5.3.1 系統(tǒng)模型與問題表述87-88
• 5.3.2 高能效功率分配算法88-92
• 5.3.3 仿真結(jié)果與分析92-95
• 5.4 本章小結(jié)95-97
• 第六章 總結(jié)與展望97-99
• 6.1 論文總結(jié)97
• 6.2 工作展望97-99
• 致謝99-101
• 參考文獻(xiàn)101-113
• 附錄A113-115
• 附錄B115-117
• 附錄C117-121
• 附錄D121-123
• 附錄E123-125
• 攻讀博士學(xué)位期間撰寫的論文和專利125

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;本期認(rèn)知無線電評審專家[J];電波科學(xué)學(xué)報;2013年03期

2 ;本期認(rèn)知無線電評審專家[J];電波科學(xué)學(xué)報;2013年04期

3 ;本期認(rèn)知無線電評審專家[J];電波科學(xué)學(xué)報;2013年05期

4 畢志明;匡鏡明;王華;;認(rèn)知無線電技術(shù)的研究及發(fā)展[J];電信科學(xué);2006年07期

5 田峰;程世倫;楊震;;無線區(qū)域網(wǎng)和認(rèn)知無線電技術(shù)2[J];中興通訊技術(shù);2006年05期

6 王金龍;;認(rèn)知無線電專題講座(一) 第1講 認(rèn)知無線電[J];軍事通信技術(shù);2007年02期

7 劉棟;吳啟暉;;認(rèn)知無線電專題講座(一) 第2講 認(rèn)知無線電技術(shù)在軍事上的應(yīng)用探討[J];軍事通信技術(shù);2007年02期

8 梁燕芬;殷瑞祥;;認(rèn)知無線電技術(shù)[J];信息安全與通信保密;2007年03期

9 李彬;郭莉;;一種新的基于認(rèn)知無線電和開放無線結(jié)構(gòu)的終端架構(gòu)[J];移動通信;2007年05期

10 王軍;李少謙;;認(rèn)知無線電:原理、技術(shù)與發(fā)展趨勢[J];中興通訊技術(shù);2007年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李文清;郭宗良;;認(rèn)知無線電及其軍事通信應(yīng)用研究[A];中國通信學(xué)會第六屆學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2009年

2 李俊葶;陳金鷹;劉慶豐;徐廣偉;;淺談?wù)J知無線電[A];四川省通信學(xué)會2008年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

3 彭開志;楊平;王書誠;;認(rèn)知無線電在通信系統(tǒng)中應(yīng)用研究[A];2011船舶電氣及通訊導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展論壇論文集[C];2011年

4 李輝;蘇澤友;謝偉;;認(rèn)知無線電綜合抗干擾電臺設(shè)計構(gòu)想[A];中國電子學(xué)會第十五屆信息論學(xué)術(shù)年會暨第一屆全國網(wǎng)絡(luò)編碼學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2008年

5 饒毓;曹志剛;;認(rèn)知無線電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程[A];2009年全國無線電應(yīng)用與管理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

6 羅凡;陳金鷹;;認(rèn)知無線電在震后應(yīng)急通信中的應(yīng)用[A];四川省通信學(xué)會2008年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

7 周驥;;淺談?wù)J知無線電在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用[A];四川省通信學(xué)會2010年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

8 郝剛;甘志春;;認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)安全問題研究[A];2014第二屆中國指揮控制大會論文集（下）[C];2014年

9 王斯瑤;付琳;;認(rèn)知無線電技術(shù)[A];四川省通信學(xué)會2006年學(xué)術(shù)年會論文集（一）[C];2006年

10 劉慶豐;陳金鷹;李俊葶;卓有福;;基于認(rèn)知無線電的高效頻譜利用技術(shù)[A];四川省通信學(xué)會2008年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黑龍江 王宇宙 編譯;認(rèn)知無線電發(fā)展綜述[N];電子報;2012年

2 本報記者 盧子月;認(rèn)知無線電讓網(wǎng)絡(luò)不再擁擠[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2011年

3 常麗君;避堵走閑，美開發(fā)認(rèn)知無線電上網(wǎng)系統(tǒng)[N];科技日報;2014年

4 ;認(rèn)知無線電：未來無線通信的重要發(fā)展方向[N];人民郵電;2007年

5 江蘇泰州市無線電管理辦公室 劉瀏 竇沛沛;認(rèn)知無線電整合“閑散”頻譜[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2009年

6 本報記者　鄭煥斌;未來通訊 看我獨(dú)霸[N];科技日報;2006年

7 北京郵電大學(xué)WSPN實驗室 雷光;認(rèn)知無線電技術(shù)[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2007年

8 特約撰稿人 吳康迪;日本4G路線明晰 “催熟”新技術(shù)[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2009年

9 四川 楊遠(yuǎn)清 編譯;可檢測空閑頻帶的認(rèn)知無線電接收器[N];電子報;2013年

10 本報記者 盧子月;無線似水 應(yīng)需而動[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 唐星;認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)機(jī)會路由算法的研究[D];武漢大學(xué);2012年

2 何浩;認(rèn)知無線電動態(tài)頻譜接入關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 劉法;分布式認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的QoS保障關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 王亮;譜效和能效優(yōu)化的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)資源分配技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2015年

5 鄭仕鏈;認(rèn)知無線電動態(tài)頻譜接入關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

6 白曉娟;干擾對齊技術(shù)在認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2014年

7 左加闊;認(rèn)知無線電中稀疏頻譜檢測及資源分配的研究[D];東南大學(xué);2015年

8 賀新穎;基于支持向量機(jī)的認(rèn)知無線電若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2009年

9 李紅巖;認(rèn)知無線電的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2009年

10 裴二榮;認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的資源優(yōu)化分配的研究[D];電子科技大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳曉鴻;認(rèn)知無線電射頻接收機(jī)的研究與設(shè)計[D];華南理工大學(xué);2015年

2 王娟;認(rèn)知無線電系統(tǒng)的協(xié)作中繼選擇與功率分配算法研究[D];燕山大學(xué);2015年

3 陳行之;認(rèn)知無線電中感知時間的優(yōu)化研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

4 左明智;認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中會合算法的仿真與改進(jìn)[D];廣東技術(shù)師范學(xué)院;2015年

5 楊世康;分布式認(rèn)知無線電頻譜分配利用的研究及改進(jìn)[D];昆明理工大學(xué);2015年

6 張文召;基于粒子群算法認(rèn)知無線電聯(lián)合頻譜檢測研究[D];西南交通大學(xué);2015年

7 楊建新;認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)抵御惡意模擬主用戶攻擊方法的研究[D];云南民族大學(xué);2015年

8 郝萬明;協(xié)作認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中基于能效和譜效的資源分配技術(shù)研究[D];鄭州大學(xué);2015年

9 林正紅;認(rèn)知無線電中TCP跨層優(yōu)化方案研究[D];西南科技大學(xué);2015年

10 陳堅;認(rèn)知無線電動態(tài)頻譜分配算法研究[D];廣西大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：認(rèn)知無線電中稀疏頻譜檢測及資源分配的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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