隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,頻譜資源的需求急劇增加,頻譜資源稀缺業(yè)已成為無線電發(fā)展的瓶頸。近年來提出的認知無線電技術(shù)為有效緩解頻譜資源稀缺問題提供了理論與技術(shù)支撐。其首要任務(wù)是準確、高效地感知頻譜狀態(tài),主要包括單節(jié)點頻譜感知技術(shù)與合作頻譜感知技術(shù)。單節(jié)點頻譜感知技術(shù)的主要優(yōu)勢在于感知效率快,但面臨隱藏終端、認知無線電網(wǎng)絡(luò)性能差、陰影、衰落和多徑效應(yīng)等的挑戰(zhàn)。合作頻譜感知理論和技術(shù)是突破上述挑戰(zhàn)的核心手段,近年來一系列方法從不同角度相繼被成功提出并加以應(yīng)用。從融合角度而言,主要包括硬融合與軟融合兩種方式。硬融合的核心優(yōu)勢是部署相對簡單、成本較低、通信開銷少、傳輸效率快,但決策可靠性低,面臨參數(shù)優(yōu)化的挑戰(zhàn)。軟融合在檢測可靠性方面優(yōu)于硬融合,但已有方法還面臨頻譜感知數(shù)據(jù)不確定性量化、頻譜感知數(shù)據(jù)篡改、感知方法計算復(fù)雜度高和融合機制四個方面的挑戰(zhàn)。針對合作頻譜感知面臨的上述挑戰(zhàn),本文在系統(tǒng)分析認知無線電感知環(huán)境條件下,從無線電通信與統(tǒng)計學習、模糊決策、不確定性推理和機器學習等多學科、多領(lǐng)域交叉融合的角度出發(fā),開展認知無線電合作頻譜感知方法研究。主要研究內(nèi)容如下:1.分析和總結(jié)了單節(jié)點頻譜... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

認知無線電的工作流程[6]

傳統(tǒng)的頻譜感知算法主要包括波形檢測、匹配濾波器檢測、循環(huán)平穩(wěn)特征檢測、能量檢測、特征值檢測和似然比檢測[6,8]。波形檢測是在已知授權(quán)用戶信息的條件下,利用已有的授權(quán)用戶的波形信息與接收到的波形信息進行對比,從而確定是否存在頻譜空洞。匹配濾波器檢測的核心思想是在輸出端使得信號的信噪比達到最大,從而能夠在一定時間內(nèi)獲得高處理增益,進而判定頻譜的占用情況。循環(huán)平穩(wěn)特征檢測是基于接收信號的靜態(tài)循環(huán)特征來檢測授權(quán)用戶是否存在。能量檢測的主要原理是在高斯白噪聲的條件下,且授權(quán)用戶信號先驗信息未知的條件下,根據(jù)給定的能量閾值來確定授權(quán)用戶對頻譜的占用情況。除去以上幾類方法,還有似然比檢測、協(xié)方差矩陣特征值檢測、多路接收天線的盲檢測和干擾濕度檢測等。上述方法的優(yōu)勢和局限性將在第2章給予重點闡述。1.2.2.2合作頻譜感知

近二十年來,CR相關(guān)理論和技術(shù)得到了蓬勃的發(fā)展,一些相關(guān)的CR標準體系也相繼在無線電領(lǐng)域得以成功應(yīng)用。如圖1-1所示,頻譜感知是CR應(yīng)用的基石,一直以來屬于CR理論和技術(shù)研究的焦點。如上所述,CR頻譜感知已經(jīng)取得了一系列研究成果并確立了相應(yīng)的技術(shù)標準體系,除對硬件的較高需求外,還需在理論方面突破以下挑戰(zhàn)(見圖1-3):1.2.3.1頻譜感知數(shù)據(jù)的不確定性

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于信號集合勢和連續(xù)性的認知無線電寬帶頻譜感知[J]. 申濱,喻俊,黃瓊,陳前斌.  電子學報. 2016(08)
[2]基于最優(yōu)中繼的自適應(yīng)協(xié)作頻譜感知算法[J]. 張學軍,魯友,田峰,嚴金童,成謝鋒.  電子學報. 2016(06)
[3]利用LMS的頻譜感知算法[J]. 王凡,盧光躍.  信號處理. 2016(05)
[4]認知無線電網(wǎng)絡(luò)安全綜述[J]. 裴慶祺,李紅寧,趙弘洋,李男,閔瑩.  通信學報. 2013(01)
[5]第三代移動通信系統(tǒng)中的軟件無線電技術(shù)[J]. 吳啟暉,莫永成,王金龍,陳朝暉.  移動通信. 2000(02)

博士論文
[1]IEEE 802.22WRAN的認證協(xié)議設(shè)計與CPE的管理[D]. 王聰.天津大學 2017
[2]認知無線電空時域頻譜感知與幀優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 鄧敏.華南理工大學 2017
[3]動態(tài)不確定環(huán)境下的頻譜感知技術(shù)研究[D]. 孫夢巍.北京郵電大學 2017
[4]認知無線電網(wǎng)絡(luò)中頻譜感知算法研究[D]. 江曉林.哈爾濱工業(yè)大學 2015



本文編號：3549790