認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作頻譜感知和動態(tài)頻譜接入算法研究.pdf

1、無線通信業(yè)務(wù)的飛速增長使得寶貴珍稀的無線頻譜資源日趨匱乏，而研究表明，靜態(tài)頻譜管理模式導(dǎo)致大量授權(quán)頻段的平均利用率非常低。認(rèn)知無線電(CR)技術(shù)被認(rèn)為是提高頻譜利用率的一種有效方法，頻譜感知和頻譜共享則是CR網(wǎng)絡(luò)中兩個非常重要的研究內(nèi)容。頻譜感知的主要功能是發(fā)現(xiàn)頻譜空穴，提供給與PU共存的認(rèn)知用戶使用。頻譜共享的本質(zhì)是動態(tài)頻譜接入，直接影響CR網(wǎng)絡(luò)的性能，如網(wǎng)絡(luò)吞吐量、頻譜利用率、干擾等。本文重點對協(xié)作頻譜感知技術(shù)、動態(tài)頻譜接入技術(shù)作出

2、了深入研究。
　　 首先論述了認(rèn)知無線電的研究背景、意義及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，接著重點闡述了頻譜檢測和頻譜共享技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。
　　 其次通過對多認(rèn)知節(jié)點合作檢測算法的分析，針對信噪比和協(xié)作認(rèn)知節(jié)點數(shù)對整體系統(tǒng)性能的影響，提出了一種基于能量約束的協(xié)作頻譜感知算法。該算法考慮了每個節(jié)點的能量消耗，將剩余能量和信噪比作為選擇節(jié)點的參數(shù)，剩余能量高的節(jié)點將具有比較高的協(xié)作機會，選取高信噪比和低信噪比的節(jié)點進行動態(tài)協(xié)作感知，以便延

3、長整個CR網(wǎng)絡(luò)的檢測壽命。仿真結(jié)果表明，提出的協(xié)作頻譜感知算法能夠有效延長CR網(wǎng)絡(luò)的檢測壽命，同時提高了低信噪比節(jié)點參與協(xié)作的概率。
　　 在考慮頻譜異構(gòu)特性的同時，為保證頻譜切換業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，提出一種多跳頻譜切換算法。該算法通過建立用戶移動模型來預(yù)測分配信道的可使用時間，接著設(shè)計路徑中不同類型節(jié)點的路由處理方法，最后認(rèn)知基站根據(jù)預(yù)測最短路徑時間和路由請求包中的時間戳來選擇最優(yōu)路徑。仿真結(jié)果表明，提出的多跳頻譜切換算法能夠大大