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感知无线电网络中的协作频谱检测技术研究

作　者: 杨黎
导　师: 王晓湘
学　校: 北京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 感知无线电 协作频谱感知 检测概率 虚警概率 检测时间
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 294次
引　用: 4次
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内容摘要


随着频谱资源日趋紧张,感知无线电技术成为无线通信领域新的研究热点。感知无线电可以有效缓解频谱分配与利用之间的矛盾。频谱检测技术作为感知无线电中的一个重要问题也受到了广泛的研究。对于分布式感知网络,感知用户之间相互交换感知信息,通过相互协作对授权用户进行检测;对于集中式感知网络,多个感知用户独自对授权用户进行检测,然后将各自的判决结果传送至融合中心进行最后的决策。本文首先阐述了感知无线电的定义、研究现状和频谱检测在感知无线电中的重要作用。通过对协作频谱检测技术研究现状的分析,提出本论文准备研究的基本问题和主要目标,从以下两个方面进行研究:一、分布式协作感知网络。介绍了单天线感知用户Ganesan协作检测模型和多天线感知用户协作检测模型,并提出多天线感知用户协作频谱检测的算法。该算法基于最优功率分配和协作分集,根据信道条件利用奇异值分解在每根天线上进行功率注水,并考虑多天线情况下两用户网络协作频谱感知授权用户的判决检测过程,利用基于指数衰减的路径损耗模型,分析多天线感知网络的各态历经容量和检测授权用户的概率及时间。理论分析和计算机仿真结果表明,多天线感知用户通过最优功率分配和协作频谱感知不仅使感知网络具有最大的各态历经容量,同时改善系统的检测性能:提高了检测概率,降低了检测时间。二、集中式协作感知网络。介绍了传统的单门限判决检测方案;同时针对单门限检测方案存在的问题,提出了改进的双门限检测方案,并推导了检测概率和虚警概率之间的表达式。仿真结果证明这种改进型的双门限判决检测方案检测性能的改善依赖于两门限的间隔大小,同时能有效减少融合的比特数据,节约了带宽资源。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-19
  1.1 感知无线电的研究背景  9-10
  1.2 感知无线电的定义与研究现状  10-14
  1.3 感知无线电中的频谱检测技术  14-17
    1.3.1 频谱检测技术在感知无线电中的地位  14-15
    1.3.2 频谱检测技术的分类  15-16
    1.3.3 频谱检测技术的主要性能指标  16-17
  1.4 本文主要贡献、结构及内容安排  17-19
    1.4.1 论文的主要贡献  17-18
    1.4.2 论文的结构及内容安排  18-19
第二章 频谱检测技术  19-31
  2.1 单节点频谱检测技术  19-23
    2.1.1 匹配滤波检测  19-20
    2.1.2 能量检测  20-21
    2.1.3 循环平稳特征检测  21-23
  2.2 多节点检测技术  23-30
    2.2.1 网络架构  24
    2.2.2 集中式决策融合技术  24-29
      2.2.2.1 基于似然比的N-P融合准则  25-27
      2.2.2.2 常用的“k秩”融合准则  27-29
    2.2.3 分布式数据融合技术  29-30
      2.2.3.1 协作分集  29-30
      2.2.3.2 分布式数据融合的简单介绍  30
  2.3 本章小结  30-31
第三章 分布式感知网络的协作频谱检测  31-46
  3.1 Ganesan协作检测模型  31-37
    3.1.1 系统模型  31-33
    3.1.2 检测概率  33-35
    3.1.3 检测时间与灵敏度  35-37
  3.2 多天线感知用户协作检测模型  37-45
    3.2.1 系统模型  37-38
    3.2.2 协作频谱感知算法分析  38-42
      3.2.2.1 最优功率分配方案  38-40
      3.2.2.2 判决检测过程和检测性能  40-42
    3.2.3 仿真结果与分析  42-45
  3.3 本章小结  45-46
第四章 集中式感知网络的协作频谱检测  46-56
  4.1 系统模型  46
  4.2 集中式感知网络一般检测算法  46-50
  4.3 改进的融合策略  50-54
    4.3.1 一种新的判决策略  51-52
    4.3.2 仿真结果  52-54
  4.4 本章小结  54-56
第五章 结论与展望  56-58
  5.1 全文总结  56-57
  5.2 展望  57-58
参考文献  58-61
附录  61-63
致谢  63-64
攻读学位期间发表的学术论文目录  64

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 传感器的应用
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