【正文】 編號(hào) 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 基于雙門限的分組協(xié)作頻譜檢測(cè)算法研究 Study on Detection Algorithm Based on Double Threshold Cooperative Spectrum 學(xué) 生 姓 名 XXX 專 業(yè) 通信工程 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 XX 學(xué) 院 電子信息工程學(xué)院 二〇一三年六月 理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)承諾書 1．本人承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）《基于雙門限的分組協(xié)作頻譜檢測(cè)算法研究》，是認(rèn)真學(xué)習(xí)理解 學(xué)校的《長(zhǎng)春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作條例 》后，在教師的指導(dǎo)下，保質(zhì)保量獨(dú)立地完成了任務(wù)書中規(guī)定的內(nèi)容，不弄虛作假，不抄襲別人的工作內(nèi)容。 2．本人在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中引用他人的觀點(diǎn)和研究成果，均在文中加以注釋或以參考文獻(xiàn)形式列出，對(duì)本文的研究工作做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中注明。 3．在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中對(duì)侵犯任何方面知識(shí)產(chǎn)權(quán)的行為，由本人承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。 4．本人完全了解學(xué)校關(guān)于保存、使用畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交論文和相關(guān)材料的印刷本和電子版本；同意學(xué)校保留畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的復(fù)印件和電子版本，允許被查閱和借閱；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印或其他復(fù)制手段保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），可以公布其中的全部或部分內(nèi)容。 以上承諾的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)！ 作 者 簽 名： 年 月 日 理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘要 隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，各種無線業(yè)務(wù)的快速出現(xiàn)，越來越多的業(yè)務(wù)使用無線方式接入，大大增加了對(duì)無線頻譜資源的需求。然而， 有限的頻譜資源使得無線通信的發(fā)展陷入瓶頸，而大部分已經(jīng)分配給授權(quán)用戶的頻段利用率不高，認(rèn)知無線電技術(shù)的提出 ,既解決了頻譜稀缺問題，又提高已分配頻譜的利用率。認(rèn)知無線電中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)及關(guān)鍵技術(shù)就是頻譜感知，研究如何準(zhǔn)確而快速地檢測(cè)授權(quán)用戶所在的頻段﹑接入通信并且當(dāng)授權(quán)用戶重新出現(xiàn)時(shí)及時(shí)退避。其中，多用戶協(xié)作頻譜檢測(cè)因其較傳統(tǒng)單用戶檢測(cè)，具有更優(yōu)的檢測(cè)性能以及抗信道衰落能力，已經(jīng)成為現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)，本文就認(rèn)知無線電中的協(xié)作頻譜感知技術(shù)展開了深入研究。 論文首先介紹的是認(rèn)知無線電提出的背景和其中的關(guān)鍵技術(shù)，介紹 了常用的單用戶檢測(cè)算法及優(yōu)缺點(diǎn)，其中重點(diǎn)介紹了能量檢測(cè)算法及其在各信道下的檢測(cè)性能 ,隨后針對(duì)單用戶檢測(cè)存在的種種局限，引入了多用戶協(xié)作頻譜檢測(cè)的概念。在協(xié)作頻譜檢測(cè)算法的介紹中，詳細(xì)研究了硬融合﹑軟融合算法及其檢測(cè)性能，還有基于軟﹑硬融合算法的雙門限檢測(cè)算法以及基于分組的協(xié)作頻譜感知算法 ,在以上研究的基礎(chǔ)上，本文提出了一種改進(jìn)的基于雙門限檢測(cè)方法的分組協(xié)作頻譜檢測(cè)算法。通過仿真對(duì)比這些協(xié)作檢測(cè)的算法，證明了本文提出的算法在檢測(cè)性能上優(yōu)于一般的協(xié)作檢測(cè)算法，尤其是在匯報(bào)信道為衰落信道的環(huán)境下。 最后論文設(shè)計(jì) 了一種基于硬件平臺(tái)的協(xié)作檢測(cè)仿真方案，方案結(jié)合了實(shí)際的通信環(huán)境，分別給出了基站端和用戶端的方案，包含了如何加入﹑退出系統(tǒng)﹑如何向基站匯報(bào)﹑何時(shí)檢測(cè)﹑何時(shí)匯報(bào)﹑接口協(xié)議等方面的內(nèi)容，隨后給出了基于認(rèn)知無線電硬件平臺(tái)的仿真結(jié)果，證明該仿真方案能夠很好地實(shí)現(xiàn)協(xié)作頻譜檢測(cè)方案，在不影響授權(quán)用戶的情況下可以接入通信，有效地提高了頻譜利用率。 關(guān)鍵字：認(rèn)知無線電 協(xié)作頻譜感知 分組協(xié)作頻譜感知 雙門限檢測(cè) 硬件平臺(tái) 理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) Abstract With the fast development of wireless munication,lots of wireless applications e forth while the frequency resources are in shortage. From some surveys, it can be known that the utilization of licensed frequencies is not very frequent. Therefore, the Cognitive Radio (CR) is proposed to solve above problems. CR can detect licensed user quickly and accurately, dynamic access to the available frequency and retreat from it once the licensed user es back, so one of key technologies in CR is spectrum spectrum sensing (CSS) is greater used for its better performance and antifading capability pared to the traditional local methods in the actual munication environment. Consequently, research on cooperative spectrum sensing is done in this dissertation. Background and key technologies about CR are first introduced, and also algorithms of local detection are discussed. Due to the limitation of local detection, CSS is studied to improve the detection performance and fusion rules such as hard fusion, soft fusion are summed up. And then, an algorithm based on soft and hard fusion called doublethreshold detection is studied in detail. Furthermore, cognitive users are divided into several clusters to detect licensed frequencies,is called clusterbased CSS. Clusterbased CSS scheme has better performance especially under fading channels pared to general CSS schemes. An improved clusterbased algorithm based on doublethreshold is then proposed. The improved scheme can greatly improve system performance at the cost of high plexity and also simulation is done to pare above schemes. From simulation it can be seen that the proposed scheme can achieve better ROC curve pared to other schemes. In order to implement the CSS theory into reality, a CSS simulation method based on hardware platform is put forward, which involves the way to join a cluster, the way to quit, the frame protocol used, the timeslot division, the end, simulation results based on this cognitive platform are given to prove this scheme can implement CSS very well with high utilization and can access the unused frequency without any interruption to the licensed user. Keywords： Cognitive Radio。 Energy Detection。 Cooperative Spectrum Sensing。Clusterbased CCS。Doublethreshold。Hardware Platform 理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 摘要 ........................................................................................................................... 2 Abstract ...................................................................................................................... 3 第 1 章 緒論 ................................................................................................................. 1 研究背景及意義 .............................................................................................. 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .............................................................................................. 1 認(rèn)知無線電國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................................ 2 頻 譜感知國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................................................... 3 第 2 章 頻譜感知技術(shù) ................................................................................................. 6 本地檢測(cè)技術(shù) .................................................................................................. 6 本地檢測(cè)模型 ........................................................................................ 6 能量檢測(cè) ................................................................................................ 7 匹配濾波器方法 .................................................................................... 8 循環(huán)平穩(wěn)檢測(cè) ........................................................................................ 9 本地檢測(cè)方法的對(duì)比 ............................................................................ 9 協(xié)作頻譜感知 ................................................................................................ 10 本地檢測(cè)的局限性 .............................................................................. 10 協(xié)作頻譜感知技