认知无线电频谱感知性能优化研究

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1、学校代码：10385分类号：研究生学号：1300216027密级：认知无线电频谱感知性能优化研究ResearchonSpectrumSensingPerformanceOptimizationinCognitiveRadio作者姓名：孙丙才指导教师：彭盛亮实践导师：王宇高级工程师专业学位类别/领域：工程硕士/电子与通信工程研究方向：无线通信所在学院：信息科学与工程学院论文提交日期：二〇一六年六月二日摘要摘要无线频谱资源利用率低且日益紧缺，有效的解决方法之一是认知无线电（，CognitiveRadioCR）。频谱感知是认知无线电中的

2、关键任务，因此本文主要对频谱感知性能的优化问题进行研究。本文首先概述CR提出的背景、概念及关键技术，针对其中的频谱感知技术展开调研，分析国内外研究现状。对现有的几种频谱感知方案进行分类，比较它们的优缺点。其中能量感知法应用最广泛，因为其计算量小、结构简单。其次，在基于能量感知的频谱感知中考查感知敏捷度，以便在感知准确度和感知速率之间实现最好的折中。基于连续感知模型的感知敏捷度可以由目标感知准确度下的感知时间来表征。讨论研究了单用户感知、多用户不分享结果感知、多用户分享结果感知的敏捷度的优化问题。经过仿真，得到直观的仿真结果与理论相

3、一致。在恒漏检准则下可以通过选择一个最优的采样点数使平均连续感知时间最小化，从而实现感知敏捷度的最大化。再次，对采用中继算法的分布式网络的干扰进行最优化及仿真分析；将两用户分布式网络中继情形推广到更一般的多用户分布式网络中继情形；定义了干扰抑制比这个性能指标，并对该指标进行最优化分析及仿真。仿真结果表明，在一定条件下，中继算法几乎可以完全消除非中继算法产生的干扰概率。最后，对分布式认知网络的吞吐量进行优化及对比研究。由本文中的感知模型时隙结构细分出三种感知方法，即非中继算法、中继算法以及长传算法。对每种算法在恒漏检准则下推导其吞吐

4、量的最终表达式。接着对中继算法相对于非中继算法的吞吐量增益进行最优化及仿真。另外，对三种算法的吞吐量性能进行相对大小的仿真比较。关键词：敏捷度连续感知时间采样点数中继干扰概率吞吐量I华侨大学硕士学位论文AbstractWirelessspectrumresourceutilizationislowandincreasinglyscarce,oneoftheeffectivesolutionsiscognitiveradio.Spectrumsensingisakeytaskincognitiveradio,sotheoptimiz

5、ationproblemofspectrumsensingperformanceisstudiedinthispaper.Firstofall,thebackground,conceptandcrucialtechnologyofcognitiveradioaresummarized,andthespectrumsensingtechnologyisresearched,andthecurrentresearchsituationathomeandabroadisanalyzed.Thespectrumsensingmethods

6、areclassified,theadvantagesanddisadvantagesarecompared.Theenergyawaremethodismostwidelyused,becauseofitssmallamountofcalculationandsimplestructure.Secondly,inthespectrumsensingbasedontheenergyawareofthetest,inordertoachievethebestcompromisebetweentheperceivedaccuracya

7、ndperceivedspeed.Perceptualagilitybasedoncontinuoussensingmodelcanbecharacterizedbytheperceivedtimeofthetarget.Theoptimizationproblemofsingleusersensing,multiuserssharingsensingandmultiuserssharingsensingisdiscussed.Throughthesimulation,thevisualsimulationresultsareco

8、nsistentwiththetheory.Undertheconstantmisseddetectioncriterion，wecanminimizetheaveragecontinuousperceptionoftimebyselectinga