基于吞吐量最大化的認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電頻譜感知算法研究.pdf

1、傳統(tǒng)的頻譜管理機(jī)制存在資源分配不合理、頻譜利用率低的弊端，已不能滿(mǎn)足高速無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)飛速增長(zhǎng)的需求，頻譜資源緊缺問(wèn)題日益嚴(yán)重。認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電通過(guò)機(jī)會(huì)式接入空閑頻譜能夠有效提高頻譜利用率和緩解頻譜資源緊張現(xiàn)狀，逐漸成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。頻譜感知作為認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電的核心技術(shù)之一，需要快速、準(zhǔn)確的識(shí)別空閑頻譜，并在保護(hù)主用戶(hù)不受干擾的前提下為次級(jí)用戶(hù)提供頻譜接入機(jī)會(huì)，因此，研究頻譜感知算法具有十分重要的意義。
　　本文詳細(xì)介紹了認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電及頻譜

2、感知的研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵問(wèn)題，系統(tǒng)分析了頻譜感知的基本算法，對(duì)基于吞吐量最大化的頻譜感知算法進(jìn)行了深入研究，在此基礎(chǔ)上提出了雙閾值頻譜感知算法和多信道頻譜感知算法。
　　針對(duì)傳統(tǒng)能量檢測(cè)使用單閾值判決不能兼顧漏檢率和虛警率要求、感知時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，提出了基于吞吐量最大化的雙閾值頻譜感知算法。該算法引入雙閾值分別控制漏檢率與虛警率，通過(guò)對(duì)目標(biāo)函數(shù)和約束條件的分析化簡(jiǎn)，吞吐量最大化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為關(guān)于感知時(shí)間和閾值之差的聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題，將聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)

3、題分解為兩個(gè)單變量的子優(yōu)化問(wèn)題，采用交替優(yōu)化迭代法求解。與傳統(tǒng)單閾值方法相比，所提算法能夠在滿(mǎn)足檢測(cè)率要求的條件下降低感知虛警率，且縮短所需感知時(shí)間，從而有效提高認(rèn)知用戶(hù)系統(tǒng)的吞吐量。
　　考慮到讓單個(gè)認(rèn)知用戶(hù)感知全頻帶的方法在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到硬件復(fù)雜度和成本的限制，本文從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，研究了多個(gè)認(rèn)知用戶(hù)共同完成對(duì)多條信道感知的問(wèn)題，提出了基于吞吐量最大化的多信道頻譜感知算法。該算法聯(lián)合優(yōu)化感知時(shí)間和認(rèn)知用戶(hù)分配，為每條信道尋