認(rèn)知無線電中基于分簇的合作頻譜檢測(cè)算法研究.pdf

1、無線頻譜資源作為一種重要的資源，由政府統(tǒng)一進(jìn)行協(xié)調(diào)管理。研究發(fā)現(xiàn)，在很多授權(quán)頻段上，資源利用率很低，甚至僅為1％到6％，而在一些公共頻段上，資源則十分緊張。因此，人們把視線轉(zhuǎn)移到如何能夠高效的利用頻譜資源上來。認(rèn)知無線電技術(shù)可以通過對(duì)周圍環(huán)境的主動(dòng)觀察和學(xué)習(xí)，來對(duì)頻段占用情況進(jìn)行判決，并通過調(diào)整自身參數(shù)與授權(quán)認(rèn)知用戶共享無線頻譜資源，從而大幅提高頻譜資源利用率。其中，頻譜檢測(cè)技術(shù)是認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。只有通過頻譜檢測(cè)，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)

2、才能夠發(fā)現(xiàn)授權(quán)頻段是否正在使用，進(jìn)而調(diào)整自身參數(shù)，使之在不影響授權(quán)用戶正常通信的前提下，完成授權(quán)頻段的高效利用。
　　 首先，本文介紹了幾種常見的本地頻譜檢測(cè)方式，并重點(diǎn)介紹了能量檢測(cè)方案，該方案不需要任何先驗(yàn)信息，操作簡單且對(duì)認(rèn)知用戶設(shè)備要求低，得到了廣泛應(yīng)用。但是單認(rèn)知用戶容易受到信道環(huán)境的影響。由此，人們提出了協(xié)作頻譜檢測(cè)方案，它可通過網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)認(rèn)知用戶進(jìn)行合作檢測(cè)，從而降低單個(gè)認(rèn)知用戶檢測(cè)概率低的影響，提高系統(tǒng)的檢測(cè)性

3、能。為進(jìn)一步降低反饋信道的不利影響，降低能量消耗，本文研究了基于分簇的協(xié)作頻譜檢測(cè)方案，并給出了對(duì)應(yīng)原理和特性分析。
　　 其次，考慮到傳統(tǒng)分簇方案沒有充分考慮認(rèn)知用戶分組內(nèi)的信道情況，本文在采用STBC的基礎(chǔ)上，提出了一種動(dòng)態(tài)分組方案。該方案中，基站不再簡單地僅根據(jù)認(rèn)知用戶位置的鄰近關(guān)系將認(rèn)知用戶進(jìn)行分組，而是基于兩個(gè)認(rèn)知用戶之間的信噪比進(jìn)行動(dòng)態(tài)分組，且在分組時(shí)考慮到直傳與分組后的比特錯(cuò)誤概率的大小，以便在不影響系統(tǒng)檢測(cè)性能的

4、前提下，降低能量消耗。論文通過系統(tǒng)仿真和分析驗(yàn)證了新方案對(duì)系統(tǒng)檢測(cè)性能的提升。
　　 最后，本文結(jié)合不同頻譜檢測(cè)時(shí)間和雙門限本地能量檢測(cè)方案，提出一種基于加權(quán)的合作頻譜檢測(cè)方案。該方案分為兩個(gè)部分。一部分充分考慮到認(rèn)知用戶所處檢測(cè)環(huán)境的不同，為不同檢測(cè)概率的認(rèn)知用戶分配不同的權(quán)重因子，即檢測(cè)概率低的認(rèn)知用戶權(quán)重因子低，檢測(cè)概率高的認(rèn)知用戶權(quán)重因子相對(duì)高。通過系統(tǒng)仿真結(jié)果表明，該方案在一定程度上降低了不利環(huán)境下認(rèn)知用戶對(duì)系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)

5、果的影響，使檢測(cè)結(jié)果更具有可信度，從而提高了系統(tǒng)的檢測(cè)性能。另一部分，考慮到實(shí)際的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)內(nèi)常會(huì)存在一些惡意節(jié)點(diǎn)，這些惡意節(jié)點(diǎn)基于某些目的，故意發(fā)送錯(cuò)誤信息，干擾基站做出最終判決，本文提出了一種基于信譽(yù)度加權(quán)的合作頻譜檢測(cè)方案。該方案通過更新信譽(yù)值來調(diào)節(jié)本地檢測(cè)結(jié)果在基站進(jìn)行最終判決時(shí)的權(quán)重因子，進(jìn)而削弱惡意節(jié)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的不利影響，改善系統(tǒng)的檢測(cè)性能。通過系統(tǒng)仿真結(jié)果可以看到，較傳統(tǒng)的不同頻譜檢測(cè)時(shí)間下的合作頻譜檢測(cè)方案，該方案在一定程度