认知无线电协作频谱感知研究

论文摘要

认知无线电是为了解决目前频谱资源日益稀缺并且能够使更多通信系统进行通信而提出的。这种技术通过寻找未被占用的频段机会使用,它采用的是灵活运用频段的无线架构。本文中主要讨论频谱感知在实施过程当中怎样避免对授权用户的干扰以及在实施过程中的一些基本条件。本文使用SNR来表征在保证对原使用者没有干扰情况下的距离和最大允许功率下的系统。我们主要关注频谱感知技术在认知无线电中使用的好处和可能性。我们已经讨论了联合频谱感知技术在解码和前向协议中的应用。这种技术使用能量估计来确保它能提高估计的精度,甚至是最简单的能量估计方法。运用所谓的在保证可以接受的干扰的情况下占用无用频段对原有的频带的认知无线电概念。它能够对原先的信号和它对系统的全局性能进行评价。本文研究了两个认知无线电用户的情况,一个用户是另一个用户的中继,。并且用DF协议和无合作情况比较来分析诸如检测概率增益的灵活性和时间间隔,而且证明它如何能改善频谱感知技术和处理遮蔽和隐藏节点的问题。接下来,我们研究了多用户的认知无线电网络,通过簇方法来完成各个用户的合作检测。为了提高主用户的检测概率在这里定义了正常认知无线电用户的中继簇,同时为了提高整体检测概率,给出了各个用户合作检测的基本框架。另外,本文表明了怎样定义中继簇能够得到最佳的检测概率,这种方法对频谱感知有怎样的帮助。由于这种方法独立于TDMA系统,因此可以使感知主用户需要的时间间隔最小化。

论文目录

• ABSTRACT
• 摘要
• Chapter 1 Introduction
• 1.1 Background
• 1.2 Goals of the Thesis
• 1.3 Author's Contribution to the Thesis
• 1.4 Overview
• Chapter 2 Cognitive Radio
• 2.1 Background
• 2.2 Development of Radio System
• 2.3 Software Defined Radio （SDR）
• 2.4 Defining Cognitive Radio
• 2.5 Cognitive Radio Cycles & Implementation
• 2.6 Summary
• Chapter 3 Interference & Power Scaling
• 3.1 Introduction
• 3.2 Protecting Primary users
• 3.2.1 Uncertainty of Primary Receiver
• 3.2.2 Shadowing
• 3.3 Power scaling
• 3.4 Out of system interference
• 3.5 Secondary Transmitter Power Constraint
• 3.6 Summary
• Chapter 4 Spectrum Sensing & Detection Techniques
• 4.1 Introduction
• 4.2 Transmitter Detection
• 4.2.1 Energy Detection
• 4.2.2 Coherent Detector
• 4.2.3 Feature Detection
• 4.3 Interference Based Detection
• 4.4 Summary
• Chapter 5 Cooperative Spectrum Sensing
• 5.1 Introduction
• 5.1.1 Decentralized Uncoordinated Technique
• 5.1.2 Centralized Coordinated Technique
• 5.1.3 Decentralized Coordinated System
• 5.2 Cooperative Sensing in Cognitive Radio Two User
• 5.3 Cooperative Sensing in Cognitive Network Multi-User
• 5.3.1 Proposed Clustering Based Cooperative Sensing
• 5.3.2 Frame Structure for the Proposed Clustering System
• 5.4 Summary
• Conclusion
• References
• Published Papers in the Period of Studying for Master's Degree
• Acknowledgement