認(rèn)知無線電中頻譜感知及資源優(yōu)化分配的研究.pdf

1、隨著無線通信的飛速發(fā)展，有限的頻譜資源變得越來越緊張。除此之外，固定的頻譜分配策略也導(dǎo)致頻譜利用率低下。認(rèn)知無線電作為解決這一矛盾的關(guān)鍵技術(shù)得到了越來越廣泛的關(guān)注。本文主要圍繞“認(rèn)知無線電中頻譜感知與資源優(yōu)化分配”兩個(gè)方面展開探討，分別從異步協(xié)作頻譜感知、物理層的安全威脅攻擊、以及感知時(shí)間和資源分配聯(lián)合優(yōu)化方面，進(jìn)行算法研究、理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)。
　　在同步協(xié)作頻譜感知中，感知和上報(bào)的過程都需要統(tǒng)一的時(shí)鐘，但是在實(shí)際環(huán)境中嚴(yán)格同步

2、比較困難且同步時(shí)鐘開銷較大，因此，研究異步協(xié)作頻譜感知是有必要的。針對目前異步協(xié)作頻譜感知中的計(jì)算開銷較大、及時(shí)性不好的問題，提出了基于 D-S（Dempster-Shafer）證據(jù)理論的觸發(fā)式異步協(xié)作頻譜感知算法。在所提算法中，認(rèn)知用戶隨機(jī)開始進(jìn)行頻譜感知和上報(bào)感知結(jié)果且采用雙門限能量算法計(jì)算信任度函數(shù)，當(dāng)融合中心接收到有用的上報(bào)信息時(shí)，觸發(fā)融合，最后采用D-S證據(jù)理論融合有用的感知結(jié)果。仿真結(jié)果表明，提出的算法提高了異步協(xié)作感知的性

3、能，減小了認(rèn)知系統(tǒng)的開銷。
　　針對協(xié)作頻譜感知算法大多假設(shè)認(rèn)知用戶是可靠的，且公平對待每個(gè)用戶的感知結(jié)果，但在實(shí)際的認(rèn)知無線電環(huán)境中，通常不能保證所有的認(rèn)知用戶都是可靠的，惡意用戶可能篡改本地感知信息，向融合中心發(fā)送錯(cuò)誤的感知結(jié)果，致使融合中心最終做出錯(cuò)誤判決的問題，提出了一種基于信任度的惡意用戶檢測改進(jìn)算法。提出的算法把 Stackelberg博弈論思想應(yīng)用到頻譜感知算法中，融合中心根據(jù)認(rèn)知用戶的可信度將其分為領(lǐng)導(dǎo)者和跟隨者，

4、跟隨者跟隨領(lǐng)導(dǎo)者的判決結(jié)果，同時(shí)提出的算法根據(jù)認(rèn)知用戶的可信度可以很容易識別出多種類型的惡意用戶。
　　當(dāng)認(rèn)知用戶發(fā)生漏檢時(shí)，距離主用戶比較遠(yuǎn)的認(rèn)知用戶對主用戶產(chǎn)生的干擾比距離主用戶比較近的認(rèn)知用戶對主用戶產(chǎn)生的干擾小，因此，在頻譜感知中只考慮漏檢概率會過度保護(hù)主用戶。針對這個(gè)問題，首先研究了一種干擾感知的模型，并且提出了一種新的衡量頻譜感知性能的指標(biāo)-干擾概率，然后研究了資源優(yōu)化分配問題，以最大化認(rèn)知系統(tǒng)的吞吐量為目標(biāo)，在認(rèn)知用