認知無線電中頻譜感知性能優(yōu)化研究.pdf

1、為了能夠解決當(dāng)前頻譜資源使用效率低的問題，認知無線電(Cognitive Radio，CR)技術(shù)應(yīng)運而生。認知無線電的核心技術(shù)是采用機會式共享頻譜方式，通過可靠且高質(zhì)量的頻譜檢測提高頻譜利用率和保護授權(quán)用戶正常通信。本文在認知無線電物理層檢測算法基礎(chǔ)上對MAC層頻譜感知技術(shù)進行了研究，包括檢測周期和檢測時間的聯(lián)合優(yōu)化、空閑信道搜索最優(yōu)算法以及感知信道選擇。
　　在單用戶檢測多信道場景下，本文以最大化發(fā)現(xiàn)頻譜接入機會和認知用戶網(wǎng)絡(luò)歸

2、一化吞吐量同時降低CR用戶對授權(quán)用戶的干擾為目標(biāo)研究檢測周期和檢測時間聯(lián)合優(yōu)化問題。首先引入發(fā)現(xiàn)頻譜接入機會比例以及對授權(quán)用戶干擾這兩個因素，結(jié)合這兩個因素提出檢測周期優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，以最大化發(fā)現(xiàn)頻譜接入機會同時降低CR用戶對授權(quán)用戶的干擾為目標(biāo)優(yōu)化檢測周期并且給出了理論推導(dǎo)，仿真結(jié)果證明了理論分析的正確性。然后在目標(biāo)檢測概率限制下，以最大化 CR用戶檢測信道能獲得的歸一化吞吐量為目標(biāo)研究檢測時間優(yōu)化問題，最后基于檢測周期、檢測時間單獨優(yōu)

3、化方法推導(dǎo)出檢測周期、檢測時間聯(lián)合優(yōu)化算法。仿真結(jié)果表明，考慮減少對授權(quán)用戶的干擾優(yōu)化檢測周期時，確實存在一個最優(yōu)檢測周期，其稍稍減小了發(fā)現(xiàn)頻譜接入機會比例，但卻大大減少了次用戶對授權(quán)用戶的干擾。與檢測周期、檢測時間單獨優(yōu)化相比，使用該聯(lián)合優(yōu)化算法可大大提高 CR用戶檢測信道的可獲得歸一化吞吐量。
　　在單用戶檢測多信道場景下，授權(quán)用戶重新占用信道后，認知用戶必須立即退出該信道，搜索其他空閑的信道。本文綜合考慮信道空閑概率和信道利

4、用率兩個因素，提出了空閑信道最優(yōu)搜索算法。該算法引入信道空閑概率和信道利用率兩個參數(shù)，使其構(gòu)成空閑信道選擇函數(shù)。本文推導(dǎo)了最小搜索時延的理論表達式，分析了等待時間對平均時延的影響。仿真結(jié)果表明，采用該算法搜索到第一個空閑信道平均時延的理論與實際仿真值非常接近，驗證了理論推導(dǎo)的正確性，采用本文算法搜索信道的平均時延要比隨機搜索方法小得多。
　　多用戶檢測多信道場景下，認知用戶可以自主選擇信道執(zhí)行頻譜感知，本文研究基于頻譜感知考慮信道