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基于中继传输的协作频谱感知方案研究

作　者: 刘燕茹
导　师: 李晓辉
学　校: 安徽大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 协作频谱感知协作中继传输能量检测线性复数域编码循环延迟
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着无线通信的迅速发展,对频谱资源的需求越来越旺盛,认知无线电技术是解决频谱资源稀缺的有效的技术。频谱感知是认知无线电的核心技术,能够及时地检测到可用的频谱,同时避免对授权用户的干扰。协作频谱感知技术是多个认知用户协作工作,相比较单用户频谱感知技术,可以更加稳定可靠地提供感知信息,降低系统的虚警概率和漏检概率,成为近几年频谱感知技术的研究热点。当认知用户与融合判决中心之间的信道存在障碍物遮挡时,传统的协作频谱感知方案由于一部分感知信息的丢失,导致系统可靠性将会大大地降低。本文针对上述问题,在总结了现有的各种频谱感知方法的基础上,研究了基于中继传输的协作频谱感知方案。该方案结合正交频分复用、线性复数域编码以及循环延迟技术,把协作频谱感知和协作中继传输有机地结合起来,很好地解决了认知用户与融合判决中心之间存在障碍物遮挡时多用户信息丢失的问题,具有一定的实际应用和理论研究的价值。论文的主要研究工作如下：首先,本文研究了频谱感知的本地检测算法及优缺点,针对单用户检测的局限性,引入了多用户协作频谱检测的概念,并详细研究了融合判决准则。随后本文简单地介绍了中继传输的一些简单模型,并且在传统的单链路的基础上,着重研究了双链路两跳传输模型,为论文的核心部分奠定理论基础。其次,在以上研究的基础上,本文重点研究了存在遮挡的多用户协作频谱感知方案,构造了存在遮挡的多用户协作频谱感知模型,整个协作频谱感知的过程共分为四个时隙来完成。在第一个时隙内,每个认知用户进行独立地进行频谱感知,得到最初的感知信息；在后三个时隙内,结合中继传输技术,认知用户把自己的感知信息发送给融合中心做最终的融合判决。在该方案中,通过对每个认知用户的感知信息进行编码传输来获得系统的分集增益,同时多次采用循环延迟技术,提高系统的检测性能,降低系统检测的复杂度。最后通过仿真分析证明了本文研究的方案在一定程度上避免了感知信息的丢失,可以有效地降低虚警概率和漏检概率,提高系统的感知性能。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-9
第一章绪论  9-13
  1.1 研究背景及意义  9-11
  1.2 研究现状  11-12
  1.3 论文章节的安排  12-13
第二章协作频谱感知  13-29
  2.1 概述  13-14
  2.2 频谱感知  14-15
    2.2.1 频谱机会  14
    2.2.2 二元频谱感知模型  14-15
  2.3 基于发射机信号的检测  15-20
    2.3.1 匹配滤波器检测  16-17
    2.3.2 能量检测  17-19
    2.3.3 循环平稳特征检测  19-20
  2.4 基于接收机信号的检测  20-22
    2.4.1 基于干扰温度估计的检测  21-22
    2.4.2 基于接收机本振泄露的检测  22
  2.5 协作检测  22-28
    2.5.1 单用户检测的局限性及协作检测增益  22-24
    2.5.2 分布式多用户协作检测  24-25
    2.5.3 融合和判决方式  25-28
  2.6 本章小结  28-29
第三章协作通信协议及其相关模型  29-47
  3.1 协作通信  29-30
  3.2 协作通信协议  30-33
    3.2.1 放大转发协议  30-31
    3.2.2 解码转发协议  31-33
  3.3 分集技术  33-34
    3.3.1 空间分集  33-34
    3.3.2 时间分集  34
    3.3.3 频率分集  34
  3.4 协作通信的相关模型  34-38
  3.5 低检测复杂度的全速率无线协作中继传输方案  38-43
    3.5.1 全速率无线协作中继传输模型  38-41
    3.5.2 最佳功率分配  41-42
    3.5.3 仿真结果及分析  42-43
  3.6 合并类型  43-45
    3.6.1 等比合并(ERC)  43-44
    3.6.2 固定比合并(FRC)  44
    3.6.3 信噪比合并(SNRC)  44-45
    3.6.4 最大比合并(MRC)  45
  3.7 本章小结  45-47
第四章基于中继传输的协作频谱感知方案  47-59
  4.1 协作频谱感知的基本模型  47-49
  4.2 存在遮挡的两用户协作频谱感知模型  49-52
  4.3 存在遮挡的多用户协作频谱感知方案  52-58
    4.3.1 存在遮挡的多用户协作频谱感知模型  52-54
    4.3.2 数学传输模型  54-56
    4.3.3 仿真实验与分析  56-58
  4.4 本章小结  58-59
第五章结束语  59-61
  5.1 论文总结  59-60
  5.2 展望  60-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
攻读硕士期间发表的论文  66

基于中继传输的协作频谱感知方案研究

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