認(rèn)知無線電頻譜檢測優(yōu)化問題研究.pdf

1、為了解決無線頻譜資源緊缺的問題，認(rèn)知無線電技術(shù)提供了一種全新的思路：允許次用戶在不干擾主用戶正常通信的前提下與之共享授權(quán)頻段。頻譜檢測是認(rèn)知無線電中的關(guān)鍵任務(wù)。本文基于現(xiàn)有的檢測算法進(jìn)行改進(jìn)，以優(yōu)化認(rèn)知系統(tǒng)的檢測精度和檢測速度為目標(biāo)，提出新的檢測模型和檢測算法，力求可靠而快速地檢測出可共享頻段。
　　本文首先概述認(rèn)知無線電技術(shù)提出的背景、概念及關(guān)鍵技術(shù)，針對其中的頻譜檢測技術(shù)展開調(diào)研，分析頻譜檢測的研究難點和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。接著，

2、對現(xiàn)有的幾種頻譜檢測方案進(jìn)行分類，比較它們的優(yōu)缺點。其中，能量檢測法由于結(jié)構(gòu)簡單、計算量小，得到了最為廣泛的應(yīng)用。
　　其次，通過對傳統(tǒng)能量檢測法的采樣過程進(jìn)行改進(jìn)，論文提出一種快速兩步能量檢測法；該方法能夠根據(jù)接收能量值自適應(yīng)地選擇進(jìn)行一步或兩步檢測，從而減少采樣點數(shù)。隨后，討論快速檢測法的檢測性能，推導(dǎo)出虛警和檢測概率、以及平均采樣點數(shù)的解析表達(dá)式。再后，在兩種優(yōu)化模型下對其判決門限進(jìn)行優(yōu)化：一種是在恒虛警準(zhǔn)則下最大化檢測概率

3、，給出最佳門限的數(shù)值求解方法；另一種是在固定檢測概率的前提下最大化系統(tǒng)吞吐量，給出最佳門限的搜索方法。
　　再次，為了兼顧檢測精度和檢測速度，論文將檢測敏捷性這一概念引入到能量檢測問題中；基于連續(xù)檢測模型，定義連續(xù)檢測時間反映系統(tǒng)的檢測敏捷性。接著，分別對單用戶檢測、多用戶非共享檢測、多用戶共享檢測場景下的連續(xù)檢測時間進(jìn)行討論；理論分析證明，可以通過選擇一個最佳的采樣點數(shù)使系統(tǒng)的檢測敏捷性最大化。最后，在恒虛警準(zhǔn)則下研究系統(tǒng)平均連