认知无线电的频谱感知技术研究与分析

论文摘要

随着无线电频谱资源的日趋紧张,认知无线电技术成为无线通信领域新的研究热点,它可以有效缓解频谱分配与利用之间的矛盾?而频谱感知技术是决定认知无线电能否实现的关键技术之一?本文首先介绍认知无线电的概念,比较了认知无线电通信系统中三种频谱感知方法的优缺点,分析了能量检测法?随后研究了多窗谱估计（Multi-taper）方法和加权交叠段平均（WOSA）方法,分析了Multi-taper方法中参数对其性能的影响?对基于能量检测的频谱感知性能进行了仿真和分析,能量检测法是一种有效的频谱感知方法?然后假设信道噪声和主用户信号是独立的零均值复高斯随机信号,讨论了认知无线电中使用多天线进行频谱感知?最佳多天线频谱检测器需要知道信道增益,噪声功率以及主用户信号功率的先验知识?实际上,可能不是所有的参数都是已知的,所以本文推导了这些情况下的广义似然比（Generalized Likelihood Ratio, GLR）检测器?其中提出的所有参数未知的情况下,即盲GLR检测器,是一种算法复杂度较低的检测器?同时也分析了GLR检测器的漏检概率和虚警概率?仿真结果表明,使用多天线技术进行频谱感知可以在几种性能指标中折衷,而且当噪声功率不确定的时候,所提出的GLR检测器比传统的能量检测器更加可靠?

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 移动通信的发展历史
• 1.2 课题背景及意义
• 1.3 设计目标和主要内容
• 第二章 认知无线电的基本概念与技术分析
• 2.1 认知无线电的基本概念
• 2.2 认知无线电相关标准的进展情况
• 2.3 认知无线电的研究内容
• 2.4 频谱感知技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于能量检测法的频谱感知技术分析
• 3.1 能量检测法
• 3.2 频谱估计方法
• 3.2.1 多窗谱估计方法
• 3.2.2 加权交叠段平均方法
• 3.2.3 两种谱估计方法的比较
• 3.3 多窗谱估计算法的参数及性能分析
• 3.3.1 频谱分析信号的选取
• 3.3.2 时间带宽积
• 3.3.3 频率域点数
• 3.3.4 输入数据及其长度
• 3.3.5 采样频率
• 3.4 频谱感知性能的仿真分析
• 3.5 仿真结果分析
• 第四章 认知无线电中的多天线频谱感知
• 4.1 引言
• 4.2 基本假设和最佳检测器
• 4.2.1 最佳检测器
• 4.2.2 最佳检测器的性能
• 4.3 广义似然比检测器
• 4.3.1 未知信道增益（GLRD1）
• 4.3.2 未知信道增益和主用户信号功率（GLRD2）
• 4.3.3 未知信道增益，噪声和主用户信号功率（GLRD3）
• 4.3.4 计算复杂度
• 4.4 广义似然比检测器性能分析
• 4.4.1 虚警概率
• 4.4.2 检测概率
• 4.5 仿真结果及分析
• 第五章 结论
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者攻读硕士学位期间发表的论文