认知无线电中频谱感知技术研究

论文摘要

认知无线电技术以不干扰授权业务为前提,允许非授权业务利用授权频段传输信号,为高效利用频谱开辟了一条崭新途径,并逐渐成为了当今通信界的研究热点。本文对认知无线电中的关键技术——频谱感知技术展开了研究,提出了若干频谱感知算法和策略。本文的频谱感知算法以循环平稳特征检测为基本技术路线,提出了基于寻找循环自相关中最佳延时参数频谱空洞检测法,并将该算法扩展到对具有多个循环自相关特征的授权用户(主用户)信号的检测中。算法在低信噪比和存在干扰的环境中仍然能够保证良好的检测效果。另外,为了有效地降低阴影效应的影响,本文提出了两种合作检测方法:一个是将硬判决融合规则和局部循环平稳特征检测结果相结合的合作检测法;另一个是软数据融合规则融合各节点的循环平稳检测统计量的合作检测法。除此之外,为了使认知无线电接收机也能够对其它非授权用户(次用户)信号进行检测和识别,本文采用了前人提出的嵌入了特定循环平稳特征的OFDM信号作为认知无线电网络中的次用户信号,并推导出了该特殊的OFDM信号的循环自相关理论式。基于该理论式,本文应用前面提出的寻找循环自相关中最佳延时参数检测法作为检测次用户OFDM信号的方法,并在最小均方误差(MSE)准则下构建出对次用户OFDM信号的识别系统,获得了良好的检测和识别效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 认知无线电技术的研究背景和意义
• 1.2 认知无线电技术的发展现状
• 1.3 认知无线电频谱感知技术的研究意义
• 1.4 本文的主要贡献和内容安排
• 第二章 认知无线电中频谱感知的关键技术
• 2.1 发射机检测
• 2.1.1 匹配滤波器检测
• 2.1.2 能量检测
• 2.1.3 循环平稳特征检测
• 2.2 合作检测
• 2.3 本章小结
• 第三章 循环平稳特征检测算法研究
• 3.1 循环平稳信号分析
• 3.1.1 一阶循环平稳特性分析
• 3.2.2 二阶循环平稳性分析
• 2检测法'>3.2 渐进最优x²检测法
• 3.3 基于寻找循环自相关中最佳延时参数的检测法
• 3.3.1 算法理论分析
• 3.3.2 算法优点
• 3.4 对具有多个循环自相关特征的主用户信号检测
• 3.4.1 取最大准则
• 3.4.2 求和准则
• 3.5 仿真分析
• 3.5.1 基于寻找循环自相关中最佳延时参数检测法性能仿真
• 3.5.2 多循环自相关特征信号检测性能仿真
• 3.6 本章小结
• 第四章 合作检测算法研究
• 4.1 基于循环平稳特征检测和硬判决融合规则的合作检测
• 4.1.1 数据融合系统的结构模型
• 4.1.2 硬判决融合规则与循环平稳特征检测结合
• 4.2 基于循环平稳特征检测和软数据融合规则的合作检测
• 4.3 仿真分析
• 4.3.1 循环平稳特征检测和硬判决融合规则结合的性能仿真
• 4.3.2 循环平稳特征检测与软数据融合规则结合的性能仿真
• 4.4 本章小结
• 第五章 认知无线电中对次用户信号的检测和识别
• 5.1 次用户信号调制方式的选择
• 5.2 次用户OFDM信号的循环平稳特征检测
• 5.2.1 特定循环平稳特征的嵌入
• 5.2.2 对次用户OFDM信号的循环平稳特征检测理论分析
• 5.3 次用户OFDM信号的循环平稳特征识别
• 5.4 仿真分析
• 5.4.1 对次用户OFDM信号的检测性能仿真
• 5.4.2 对次用户OFDM信号的识别性能仿真
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结和未来工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间的研究成果
• 发表的论文
• 参与的项目
• 致谢