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基于双阈值的认知无线电协作频谱检测技术研究

作　者: 徐爱军
导　师: 张翠芳
学　校: 西南交通大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 认知无线电 协作检测 双阈值 拔河准则 “使用闲置率”准则
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


频谱检测是实现认知无线电的前提,是认知无线电的的核心技术之一。目前对频谱检测的研究主要有单节点检测和多节点协作检测,协作检测可以通过融合多个认知用户的感知信息更可靠的判断频谱占用情况。为了进一步提升频谱检测性能,本文在协作检测及综合判决算法方面进行了深入研究,主要工作集中在以下方面。首先简单介绍了认知无线电技术的发展概况,接着对频谱检测的概念、国内外研究现状、性能评价进行了详细阐述,然后分析了常见的单节点检测方法,包括主用户发射端检测和主用户接收端检测。由于单节点检测易受干扰的弊端,引入了多节点协作检测,研究了协作检测的硬判决融合算法和软判决融合算法,并且通过仿真实验比较分析了各种经典算法的检测性能。在软判决融合检测算法方面,研究了协作检测中的拔河准则融合算法,仿真分析了其检测性能,并且针对该算法可靠性相对较低的缺陷,提出了一种改进算法,即为了进一步提高可靠性,在可信度因子中引入了本地检测概率；为了减小次要用户对主用户的干扰并降低误码率,对拔河准则算法的门限值设置方式进行了改进,且提出了一种新的性能指标：相撞概率与限用概率,作为对主用户干扰评价标准,最后对系统各节点在不同SNR值下进行了仿真,结果验证了改进的有效性。在硬判决融合检测算法方面,提出了一种基于双阈值的“使用闲置率”准则协作检测算法,该算法在本地检测中采用基于双阈值的能量检测方法,融合判决中心采用灵活性较高的“使用闲置率”准则检测,并且通过权值的更新筛选用户。仿真实验表明它不仅能够在噪声不确定的情况下进行有效检测,而且能有效降低传输的bit数,相对于传统检测算法在一定程度上提高了检测概率。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章 绪论  11-19
  1.1 认知无线电研究背景及其意义  11-12
  1.2 国内外的研究现状  12-18
    1.2.1 认知无线电的概念及其发展概述  12-13
    1.2.2 认知无线电的研究现状  13-14
    1.2.3 认知无线电中频谱检测技术研究现状  14-18
  1.3 本文研究的主要内容及安排  18-19
第二章 认知无线电的频谱检测技术  19-39
  2.1 频谱检测技术概述  19-20
  2.2 频谱检测系统性能评价  20-21
  2.3 主用户发射端频谱检测技术  21-27
    2.3.1 能量检测  21-25
    2.3.2 匹配滤波器检测  25-26
    2.3.3 周期平稳特征检测  26-27
  2.4 主用户接收端频谱检测技术  27-28
    2.4.1 本振泄露功率检测  27
    2.4.2 干扰温度检测  27-28
  2.5 单节点频谱检测技术比较  28
  2.6 多用户协作频谱检测技术  28-38
    2.6.1 单用户频谱检测的弊端  29
    2.6.2 协作检测的有效性  29-30
    2.6.3 协作检测的系统结构  30-32
    2.6.4 软判决融合算法  32-34
    2.6.5 硬判决融合算法  34-37
    2.6.6 软硬判决融合算法性能比较  37-38
  2.7 本章小结  38-39
第三章 拔河准则协作检测算法研究及改进  39-49
  3.1 拔河准则协作检测算法的分析与研究  39-42
    3.1.1 检测模型  39
    3.1.2 本地检测及拔河准则算法  39-42
  3.2 拔河准则协作检测算法改进  42-48
    3.2.1 检测模型  42-43
    3.2.2 可信度因子及拔河准则的改进  43-46
    3.2.3 仿真实验及分析  46-48
  3.3 本章小结  48-49
第四章 基于双阈值的协作频谱检测技术研究  49-62
  4.1 协作检测面临的关键问题探讨  49-50
  4.2 检测系统模型及理论分析  50-56
    4.2.1 本地检测模型  50-51
    4.2.2 基于双阈值认知用户分区  51-52
    4.2.3 控制信道的信息传送开销  52-54
    4.2.4 信任度因子及判决门限的设定  54-55
    4.2.5 "使用闲置率"准则融合检测算法  55-56
  4.3 DTRSD算法的实现  56-58
    4.3.1 DTRSD算法实现的流程图  56-57
    4.3.2 DTRSD算法数值分析  57-58
  4.4 仿真实验及分析  58-61
    4.4.1 参数设置  58-59
    4.4.2 算法仿真分析  59-61
  4.5 本章小结  61-62
结论  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-70
附录  70-71
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  71

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 无线电中继通信、微波通信
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