【正文】 以至于無法檢測到時，要考慮使用干擾溫度模型會得到怎樣的結果 。 融合算法 協(xié)作頻譜感知一般包含三個步驟 : 1)每個次用戶獨立地檢測主用戶，生成本地的頻譜檢測量或是根據檢測量做出的一個二進制 (通常是 1bit)判決結果； 2)所有的次用戶將自己的檢測量 /二進制結果匯報給一個普通的接收機，也就是認知無線電網絡中的融合中心或是 WLAN 中的接入點 (Access Point, AP)； 3)該接收機融 合所有次用戶的檢測量 /二進制結果，得出一個最終的結論，判定在所檢測的頻段中主用戶是否存在。 假設第 i個節(jié)點的檢測概率與虛警概率分別為jmP,if，根據概率論的知識，采用“或”融合方式后得到的系統(tǒng)總的檢測 概率dQ與虛警概率fQ分別為 : ?? ??? Mi idd PQ 1 , )1(1 (35) ?i iff 1 , )( (36) 其中，定義錯檢概率mQ為當主用戶出現、次用戶卻判斷為沒出現的概率 : )( 1HYrPm ???? (37) 因此，m與d的關系是 : dm ??1 (38) 3. “K”秩融合 K”秩融合算法也稱為 KoutofM 準則，原理是所有次用戶對某個主用戶頻點的判決結果相加，將所得的數值與預先設定的門限值 K 相比較，若超過該門限值 K，才判決有主用戶信號存在，否則判決沒有主用戶信號存 在，因此， K秩融合算法的假設模型為 : ????????????MiiMiiKDHKDH1011:: (39) 該算法可以理解為， M 個次用戶中只要有 K 個用戶檢測到主用戶出現，融理工大學本科畢業(yè)設計 16 合中心則判定主用戶出現。當有 L 個獨立同分布符合非中心2?分布的變量，而這些變量的自由度為u2，非中心參數為),...1(2 Lll ??，當這 L 個變量加起來時，其總和符合自由度為Lu、非中心參數為??Ll l1 ?的2?分布。 2)若是21 ?? ?? iY，則第 i 個用戶將檢測量iY發(fā)給融合中心，否則向融合中心匯報根據門限進行判決后生成的本地判決結果iS，假設),...2,1( MiRi ?為融合中心收到的次用戶發(fā)來的信息，則有 : ??? ??? oth erwiseS YYRiiii , 21 ?? （ 322） 以及 ??? ? ???21,1 0,0 ? ?iii Y Y （ 323） 3)不失一般性，假設融合中心收到的 M個信息中，有 K個本地判決結果和 (MK)個能量檢測值，也就是有 K 個次用戶的檢測量落在),( 21??區(qū)間外，（ MK)個落在區(qū)間內。 1H0H0? 圖 31 能量檢測示意圖 0H 1H1? 2? 圖 32 雙門限檢測方法示意圖 雙門限檢測的思想如圖 32 所示，與能量檢測 (圖 31）不同的是，雙門限方法用的是兩個門限 值進行判斷，是一種將軟融合方法與硬融合方法結合一起的算法。 假設第 i個次用戶的權重系數為iw，觀測到的能量為iY，則 M 個次用戶的加權和值為： ??? Mi iiYwY 1 (312) 假設對于第 i個用戶，iY，iw是獨立的，當采樣數 N 很大時， Y 服從高斯分布。在本文中，本地檢測使用的是能量檢測方法，則 idP, ， ifP, 分別是第 i個用戶使用能量檢測方法的檢測概率和虛警概率，在 AWGN 信道中的表達式是 : 理工大學本科畢業(yè)設計 15 ???????????)()2,(),2(,uuPQPiifiiuid??? （ 33） 在 Rayleigh 信道中的表達式為 : ????????????????? ? ??????????)()2,(])1(2!1[)1()2(!1,20202)1(2122uuPneenePiifunun iiiuiiiR a ydiiii??????? ???? （ 34） 2. “或”融合 “或”融合的實現方 式是融合中心將所有次用戶對某一主用戶頻段的檢測的結果用邏輯“或”的方式進行合并。 理工大學本科畢業(yè)設計 14 第 3 章 協(xié)作頻譜感知技術 下面介紹兩種 基本的融合算法，基于軟融合、硬融合的算法一一雙門限檢測方法，分組協(xié)作頻譜感知技術。根據干擾溫度模型的內容，某段頻段內，只要正在工作的次 用戶發(fā)射機數量不超過上述判決門限值，次用戶就可以使用該頻段通信。 基于干擾溫度的檢測方法 通常認知無線電系統(tǒng)是以發(fā)射機為中心進行考慮的，但是由于可能會出現不可預見的新干擾，接收機的范圍內也會產生干擾使得信號不能可靠傳輸。 理工大學本科畢業(yè)設計 12 基于接收端的頻譜檢測 本振泄露檢測 在實際環(huán)境中，主用戶網絡 (如廣播電視網、蜂窩電話網的 )中許多設備都處于被動狀態(tài)，認知無線電系統(tǒng)往往難以精確地對其定位。硬融合實現簡單并且能夠減少信道開銷，而軟融合的準確性更高。 協(xié)作頻譜感知是一種多用戶聯合感知檢測主用戶的方法，其思想是所有的認知用戶協(xié)作檢測某一段用戶，然后融合所有結果進行判定。 本地檢測技術的性能同時也受一些因素的影響。該方法的缺點是需要采 集較長時間的信號，以獲得其統(tǒng)計特性，往往會影響系統(tǒng)的實時性。 循環(huán)平穩(wěn)檢測 通信系 統(tǒng)中的已調信號一般和正弦載波、脈沖訓練、循環(huán)前綴等關聯在一起，這些特性導致了其內置的周期性。由文獻 [30]可得，瑞利信道下系統(tǒng)的平均檢測概率RaydP的表達式為 : ? ??? ??????? ????? 20 202)1(212 ])1(2!1[)1()2(!1un unuR a yd neene ???? ?? ???? （ 210） 瑞利信道下的虛警概率RayfP的表達式和 AWGN 信道下的相同，見 (27)。通過平方求和得到能量值，定義能量檢測的檢測量，將此檢測量與設定好的門限進行比較，最終判決主用戶信號存在與否。 當 0)( ?ns 時表示沒有主用戶 。 第 3 章：對協(xié)作頻譜感知技術中的融合算法﹑雙門限法﹑分組協(xié)作頻譜感知技術進行重點闡述，在此基礎上 ,提出了一種混合型協(xié)作頻譜感知算法，并進行了算法仿真和對比。系統(tǒng)的頻譜檢測是以一種等級制度結構呈現，通過兩級的次用戶協(xié)作來實現：低一級在簇內實現 ,高一級的在簇頭之間執(zhí)行。 協(xié)作頻譜感知一般分為兩個步驟：第一，各個次用戶獨立檢測 (也就是本地檢測 )并將檢測 結果報告給融合中心 (Fusion Center)；第二，融合中心根據各檢測結果綜合判決主用戶信號是否存在。 3)發(fā)送 功率控制和動態(tài)頻譜管理 其中 1)和 2)是由接收機實現 ,3)是在發(fā)送端實現。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 )[2]。 Cooperative Spectrum Sensing。認知無線電中的一個重要環(huán)節(jié)及關鍵技術就是頻譜感知，研究如何準確而快速地檢測授權用戶所在的頻段﹑接入通信并且當授權用戶重新出現時及時退避。 2．本人在畢業(yè)設計（論文）中引用他人的觀點和研究成果，均在文中加以注釋或以參考文獻形式列出，對本文的研究工作做出重要貢獻的個人和集體均已在文中注明。在協(xié)作頻譜檢測算法的介紹中，詳細研究了硬融合﹑軟融合算法及其檢測性能，還有基于軟﹑硬融合算法的雙門限檢測算法以及基于分組的協(xié)作頻譜感知算法 ,在以上研究的基礎上，本文提出了一種改進的基于雙門限檢測方法的分組協(xié)作頻譜檢測算法。Hardware Platform 理工大學本科畢業(yè)設計 目錄 摘要 ........................................................................................................................... 2 Abstract ...................................................................................................................... 3 第 1 章 緒論 ................................................................................................................. 1 研究背景及意義 .............................................................................................. 1 國內外研究現狀 .............................................................................................. 1 認知無線電國內外研究現狀 ................................................................ 2 頻 譜感知國內外研究現狀 .................................................................... 3 第 2 章 頻譜感知技術 ................................................................................................. 6 本地檢測技術 .................................................................................................. 6 本地檢測模型 ........................................................................................ 6 能量檢測 ................................................................................................ 7 匹配濾波器方法 .................................................................................... 8 循環(huán)平穩(wěn)檢測 ........................................................................................ 9 本地檢測方法的對比 ..........................................................................