認(rèn)知無(wú)線電多信道頻譜感知方法的研究.pdf

1、認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)是目前解決頻譜資源稀缺問(wèn)題的核心技術(shù)，頻譜感知是保證該技術(shù)得以實(shí)施的前提。為了保證授權(quán)用戶的正常傳輸，同時(shí)滿足認(rèn)知用戶的速率要求，必須要求認(rèn)知用戶能進(jìn)行多信道頻譜感知，以便發(fā)現(xiàn)足夠的“頻譜空洞”進(jìn)行頻譜接入，并監(jiān)測(cè)頻譜活動(dòng)狀態(tài)的變化。本論文采用置信傳播算法作為解決手段，研究了基于隨機(jī)信道選擇和欠采樣技術(shù)的多信道頻譜感知方法，以及異步OFDMA網(wǎng)絡(luò)的頻譜感知方法，對(duì)于認(rèn)知無(wú)線電的頻譜感知的研究做出了一定的貢獻(xiàn)。
　　

2、 首先研究了基于隨機(jī)信道選擇的多信道頻譜感知問(wèn)題。闡述了本課題的系統(tǒng)模型，分析了檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的漸近概率分布及本模型的等效二部圖形式，并引入二部圖的經(jīng)典融合算法——置信傳播算法。隨后提出了三種頻譜感知算法，其核心思想是認(rèn)知用戶隨機(jī)選擇部分信道進(jìn)行感知，然后采用置信傳播等推理算法判決出所有信道的活動(dòng)狀態(tài)。方法一中，僅當(dāng)融合中心接收到足夠多的感知信息后才開始置信推理。方法二中，當(dāng)融合中心一接收到感知信息就開始推理判決，并結(jié)合“信道釋放”機(jī)制，即

3、不對(duì)那些已經(jīng)判決出活動(dòng)狀態(tài)的信道進(jìn)行重復(fù)感知，進(jìn)一步降低感知延遲。方法三中，認(rèn)知用戶將方法一、二中的感知信息進(jìn)行量化處理，并選擇可靠性較高的感知結(jié)果發(fā)送給融合中心進(jìn)行融合判決，降低寬帶限制。
　　 其次研究了基于欠采樣技術(shù)的多信道頻譜感知問(wèn)題。闡述了本課題的系統(tǒng)模型及授權(quán)用戶的時(shí)域信號(hào)模型，分析了采樣速率不滿足奈奎斯特采樣定律時(shí)的頻譜混疊方式，并分析了檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的漸近分布及本模型的等效二部圖表示。隨后提出了一種基于欠采樣技術(shù)的頻

4、譜感知算法，其基本思想是認(rèn)知用戶在每次感知過(guò)程中按一定規(guī)律選擇采樣率對(duì)整個(gè)頻譜進(jìn)行采樣感知，并利用置信傳播算法對(duì)感知信息進(jìn)行推理判決。最后重點(diǎn)分析了感知算法中的采樣率選擇問(wèn)題，證明了認(rèn)知用戶選擇授權(quán)用戶信道帶寬的質(zhì)數(shù)倍作為采樣速率較好。
　　 然后研究了異步OFDMA網(wǎng)絡(luò)的頻譜感知問(wèn)題，并重點(diǎn)分析了存在分?jǐn)?shù)倍載波頻偏時(shí)的頻譜感知問(wèn)題。研究了存在分?jǐn)?shù)倍載波頻偏時(shí)的各子載波上的接收信號(hào)模型以及載波頻偏對(duì)傳統(tǒng)感知算法的影響，給出了最差