【正文】 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)作頻譜感知技術(shù) ...............................................................................11 基于接收端的頻譜檢測(cè) ................................................................................ 12 本振泄露檢測(cè) ...................................................................................... 12 基于干擾溫度的檢測(cè)方法 .................................................................. 12 本章小結(jié) ........................................................................................................ 13 第 3 章 協(xié)作頻譜感知技術(shù) ....................................................................................... 14 融合算法 ........................................................................................................ 14 硬融合 .................................................................................................. 14 軟融合 .................................................................................................. 16 雙門限檢測(cè) .................................................................................................... 18 AWGN 信道下雙門限檢測(cè)方法 ......................................................... 19 Rayleigh 信道下的雙門限檢測(cè)方法 ................................................... 21 分組協(xié)作頻譜感知 ........................................................................................ 22 一種改進(jìn)的分組協(xié)作頻譜感知算法 ............................................................ 25 仿真實(shí)現(xiàn) ........................................................................................................ 26 檢測(cè)性能分析 ...................................................................................... 26 檢測(cè)性能與用戶數(shù)關(guān)系 ...................................................................... 28 檢測(cè)性能與信噪比關(guān)系 ...................................................................... 29 理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 30 第 4 章 結(jié)束語 ........................................................................................................... 31 論文工作總結(jié) ................................................................................................ 31 下一步研究方向 ............................................................................................ 32 參考 文獻(xiàn) ..................................................................................................................... 33 致謝 ............................................................................................................................. 35 理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 研究背景及意義 無線電資源是一種不可再生的自然資源，它的使用是由政府及相關(guān)組織發(fā)布牌照授權(quán)的，這類用戶稱為授權(quán)用戶 (licensed users)或是主用戶 (Primary User,，PU)，其使用的頻段稱為授權(quán)頻段 (Licensed Frequency Bands, LFB)。 Energy Detection。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。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。 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。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。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。 Cooperative Spectrum Sensing。隨著科技的進(jìn)步，無線通信技術(shù)的發(fā)展，有限的頻譜資源變得越來越緊張，尤其是當(dāng)無線局域網(wǎng) (Wireless Local Area Network, WLAN)﹑ 無線個(gè)域網(wǎng) (Wireless Personal Area Network, WPAN)﹑ 藍(lán)牙 (Bluetooth)等無線技術(shù)的大量出現(xiàn)，越來越多的網(wǎng)絡(luò)使用無線方式接入，這部分技術(shù)工作在非授權(quán)頻段 (Unlicensed Frequency Bands, UFB)上。最大頻譜利用率為 % (紐約 ),最小頻譜利用率為 1% (美國新墨西哥州的國家射文天文臺(tái) )[2]。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 認(rèn)知無線電概念最早提出是在的 20xx 年 Joseph Mitola 的博士論文 (Cognitive Radio: An Integrated Agent Architecture for Software Defined Radio)中 ,是從其在1999 年發(fā)表的軟件無線電 (Software Defined Radio, SDR)學(xué)術(shù)論文中延伸出的一個(gè)概念 ,而認(rèn)知無線電相比軟件無線電而言更加靈活 ,是一種智能的無線電 ,軟件無線電則可以用于實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無線電功能。 3)發(fā)送 功率控制和動(dòng)態(tài)頻譜管理 其中 1)和 2)是由接收機(jī)實(shí)現(xiàn) ,3)是在發(fā)送端實(shí)現(xiàn)。德國Karlsruhe 大學(xué)提出頻譜池 (spectrum pooling)的概念，在最大化信道利用率的同時(shí)考慮干擾最小化以及接入的 公平性這兩方面，開發(fā)出基于 OFDM 技術(shù)的頻譜池體系 [10]。 協(xié)作頻譜感知一般分為兩個(gè)步驟：第一，各個(gè)次用戶獨(dú)立檢測(cè) (也就是本地檢測(cè) )并將檢測(cè) 結(jié)果報(bào)告給融合中心 (Fusion Center)；第二，融合中心根據(jù)各檢測(cè)結(jié)果綜合判決主用戶信號(hào)是否存在。 對(duì)于協(xié)作頻譜感知中的融合算法， Z. Chair 的文獻(xiàn) [21]是最早提出融合算法的學(xué)術(shù)論文，但當(dāng)時(shí)還未應(yīng)用于認(rèn)知無線電；文獻(xiàn) [22]中詳細(xì)研究了融合算法中K 秩算法的性能，而文獻(xiàn) [23]中則提出了一種增強(qiáng)的決 策融合的算法。系統(tǒng)的頻譜檢測(cè)是以一種等級(jí)制度結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，通過兩級(jí)的次用戶協(xié)作來實(shí)現(xiàn)：低一級(jí)在簇內(nèi)實(shí)現(xiàn) ,高一級(jí)的在簇頭之間執(zhí)行。 全文章節(jié)安排如 下： 第 1 章：緒論部分。 第 3 章：對(duì)協(xié)作頻譜感知技術(shù)中的融合算法﹑雙門限法﹑分組協(xié)作頻譜感知技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)闡述，在此基礎(chǔ)上 ,提出了一種混合型協(xié)作頻譜感知算法，并進(jìn)行了算法仿真和對(duì)比?，F(xiàn)有的頻譜感知技術(shù)主要包括發(fā)射機(jī)檢測(cè) (也稱為單節(jié)點(diǎn)頻譜感知或本地檢測(cè) )、 協(xié)作頻譜感測(cè)以及接收機(jī)檢測(cè) ， 如圖 21 所示 ： 頻 譜 感 知 技 術(shù)發(fā) 射 機(jī) 檢 測(cè)協(xié) 作 頻 譜 檢 測(cè)接 收 機(jī) 檢 測(cè)能 量 檢 測(cè)匹 配 濾 波器 方 法循 環(huán) 平 穩(wěn)檢 測(cè)本 振 泄 漏 檢 測(cè)基 于 干 擾 溫 度的 檢 測(cè) 圖 21 頻譜檢測(cè)技術(shù) 本地檢測(cè)技術(shù) 本地檢測(cè)模型 認(rèn)知無線電應(yīng)該要區(qū)分主用戶正在使用以及不在使用的頻段 ， 因此 ， 認(rèn)知無線電應(yīng)該具有判斷在一定頻段上主用戶是否出現(xiàn)的能力 。 當(dāng) 0)( ?ns 時(shí)表示沒有主用戶 。表示當(dāng)主用戶不存在、次用戶卻誤認(rèn)為檢測(cè)到主用戶出現(xiàn)在頻段上的概率，虛警概率越小越好，這樣就可以避免未充分使用傳輸機(jī)會(huì)的情況。通過平方求和得到能量值，定義能量檢測(cè)的檢測(cè)量，將此檢測(cè)量與設(shè)定好的門限進(jìn)行比較，最終判決主用戶信號(hào)存在與否。 結(jié)合（ 24） ~（ 25） ， 由 Digham 的文獻(xiàn) [31]可以得到在 AWGN 信道下 ,認(rèn)知無 線電系統(tǒng)的性能 為 : ),2( ??ud QP ? （ 26）