基于非監(jiān)督學習的認知無線電合作頻譜感知算法.pdf

1、全球通信產(chǎn)業(yè)正面臨著前所未有的擴張和結(jié)構(gòu)上的挑戰(zhàn)?？茖W家和學術(shù)界已經(jīng)達成的共識:頻譜是有限和稀少的資源。因此世界各地的監(jiān)管機構(gòu),科學家,開發(fā)商和服務(wù)提供商一起為建立一個更加靈活的頻譜使用而尋求更有前景的方案。新的技術(shù)應(yīng)用和設(shè)備的出現(xiàn),以及現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的擴展,這些變化使得通信產(chǎn)業(yè)對于無線頻譜的需求大大增加,但是也導致了頻譜和無線網(wǎng)絡(luò)的過分擁塞。帶寬的缺乏一直是多年來無線通信高速發(fā)展的瓶頸。
　　認知無線電,被認為是最新的一項智能無線

2、電技術(shù),可以使非授權(quán)的用戶隨機地使用授權(quán)的頻段,這項技術(shù)被認為是可以解決頻譜擁塞的有效方法。因為認知無線電可以智能的檢測到未使用的頻譜而且不會對授權(quán)用戶產(chǎn)生干擾,因此被看作是一項非常領(lǐng)先的技術(shù)。認知無線網(wǎng)絡(luò)的引入不是為了替代和競爭,而是對現(xiàn)有工作在授權(quán)頻段的無線通信網(wǎng)絡(luò)的補充,并能夠提高用戶的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)。頻譜利用率和效率可以通過使認知用戶和未授權(quán)的用戶在正確的位置和時間接入授權(quán)用戶不占用的頻

3、段而得到提高。對于要提供用戶服務(wù)質(zhì)量的系統(tǒng)來說需要一些可靠的感知技術(shù),從而準確感知到網(wǎng)絡(luò)中的空閑頻段。
　　本文理論主要是建立在認知無線電技術(shù)基礎(chǔ)上，目的在于為頻譜的感知和共享提供一些新的方案。我們提出了一個新的算法——頻譜分配中的非監(jiān)督合作感知學習算法(Unsupervised Cooperative Sensing Learning Algorithm in Spectrum Allocation, UCLASA),此算法是建

4、立在Kohonen的非監(jiān)督學習過程上的。本文算法能夠在認知無線電網(wǎng)絡(luò)中自組的進行合作頻譜感知,并且具有以下四個特點:第一,我們使用了Bresenham環(huán)算法通過Bresenham圓周計算基站和節(jié)點之間的距離。第二,確定在感知過程中的能量消耗。第三,我們說明了認知無線電在合作中的好處:當網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點都共享同一個信息時,并且此信息是由一個節(jié)點或者多個節(jié)點發(fā)送,被群組合作的節(jié)點接收,可以有效地減少探測時間,節(jié)省能量消耗,減少錯誤探測概率,