认知无线电的频谱感知及频谱接入策略研究

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1、华中科技大学硕士学位论文认知无线电的频谱感知及频谱接入策略研究姓名：李玉英申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：刘干2011-01-14华中科技大学硕士学位论文摘要传统的无线频谱分配策略是向每个授权无线系统分配固定的频段，但这种分配方式导致频谱资源利用率极低，在当今无线通信飞速发展的形势下已难以适用。因此,认知无线电作为一种能够使未授权网络向已存在的授权网络租借频谱进行数据传输的创新技术应运而生，并迅速成为国内外研究热点。本文以降低信道感知时间和提高空闲频谱利用率为目标，对认知无线电网络中的频谱感知和频谱接入算法进行了研究，提出了一种新的频谱感知策略和一种结合了独立感

2、知与合作感知优点的自适应感知频谱接入策略。本文首先介绍了认知无线电的背景及国内外学者的最新研究进展。然后重点总结了认知无线电网络频谱感知和频谱共享技术特点，概述了现有的一些性能较好的频谱管理算法及其存在的缺陷。随后分析了SSC(SharedSpectrumCompany)近几年发布的频谱利用率调查报告和频谱空洞测量报告。利用了实际网络中频谱空洞分布特点，提出了一种简单易行的基于信道空闲概率的频谱感知策略。该策略利用了信道统计空闲概率获得优化的信道感知顺序，通过信道感知顺序的优化减少频谱检测时间，降低频谱检测消耗。仿真结果表明该策略一定程度上提高了二级用户的感知效率。紧接着笔者对

3、认知无线电频谱接入算法进行了研究，提出了一种自适应感知频谱接入策略。该策略将独立感知与合作感知结合，既保证发起检测的二级用户能优先接入信道，又利用了合作检测提高二级网络整体吞吐量，且避免了传统合作感知易造成控制信道拥塞的缺点。其中，在独立检测过程中考虑了认知收发机的硬件限制而提出了窗口感知的概念，并进一步提出了优化收益感知准则。另外，在频谱竞争过程中，通过在控制信息包中增加信道信息，使得多个二级用户能同时接入信道进行传输。理论和仿真结果都证明了该策略能显著提高二级网络吞吐量和空闲信道利用率。关键词：认知无线电;频谱感知;频谱接入;HC-MAC协议I华中科技大学硕士学位论文Abs

4、tractThetraditionalradiospectrumallocationstrategiesisallocatingfixedspectrumbandtoeachauthorizedwirelesssystem,which,however,causesspectrumresourceutilizationratebeextremelylowandisinapplicableintoday'srapidlydevelopedwirelesscommunication.Thus,cognitiveradioasaninnovativetechnologywhichcan

5、makeunauthorizednetworksloanspectrumfordatatransmissionfromexistingauthorizednetworksarose.Thispaperstudiedspectrumsenseandspectrumsharealgorithmofcognitiveradionetworktoreducechannelsensedtimeandimproveutilizationofidlespectrum.Thefirsttwochaptersofthispaperfirstlyintroducedthebackground,de

6、velopinghistoryandlatestresearchprogressofcognitiveradiobothathomeandabroad.Thenemphaticallysummarizedspectrumsenseandspectrumsharingtechnologyincludessomeexistinggreatperformancespectrumresourcesmanagementalgorithms.Basedonthetheoreticalbasisofthefirsttwochapters,thepaperthenanalyzedspectru

7、mutilizationsurveysandspectrumholemeasurementreportswhichpublishedbySSC.Accordingtotheanalysisresultsofspectrumhole’sdistributedcharacteristics,thispaperproposedasimplespectrumsensestrategybasedontheidleprobabilityofchannel.Thestrategyusechannelsta