基于不同融合准则的合作频谱感知性能分析

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1、--学号：200906307010分类号：TN911硕士学位论文基于不同融合准则的合作频谱感知性能分析研究生姓名：武颖指导教师：刘云学副教授学科门类：工学专业名称：信号与信息处理论文提交日期：2012年04月-----烟台大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结

2、果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解烟台大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在非保密的论文范围内，学校可以公布论文的部分或全部内容。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：导师签名：日期：年月日-----烟台大学硕士学位论文摘要频谱感知技术是认知无线电的关键技术之一，高准确度的频谱感知可以更好的保护主用户

3、免受干扰，而多用户合作可以大幅度改善频谱感知性能。合作网络采用最优融合准则可以获得最佳的频谱感知性能，因此，本文的研究重点是最优融合准则的选取。论文的内容是研究认知无线电中的频谱感知技术，以平均功率为检测统计量给出AWGN信道中检测概率和虚警概率的解析表达式，由此得出各种衰落信道中平均检测概率的解析表达式，并分析了在不同信道中硬融合的性能，得到了一系列新的结论。主要研究内容及贡献：1.当采样点数较多（50个以上）时，现有文献中广泛采用高斯近似表达式分析能量检测，本文分析了该近似的可行性。论文仿真分析了近似表达式

4、的检测性能，并将其与解析表达式及蒙特卡罗仿真结果对比发现：（1）解析表达式能够较准确的表征频谱感知性能，而高斯近似表达式则高估了频谱感知性能；（2）近似表达式不适用于虚警概率过低的本地检测，虚警概率越低误差越大，（3）近似表达式同样不适于OR准则下的合作检测，合作用户越多误差越大。2.频谱感知文献中OR准则常常作为最优硬融合准则出现，本文深入探索了这一问题，重点分析比较不同信道下三种常用融合准则的合作检测性能优劣，报告信道理想时，得出结论如下：（1）AWGN信道中，Majority准则能够获得最优的频谱感知性能

5、；（2）瑞利信道中，OR准则是小网络的最优融合规则，而大网络中Majority准则可以获得最优的频谱感知性能。（3）Nakagami-m信道及莱斯信道中，当衰落参数较小时，融合方案应选择Majority准则；当衰落参数较大时，OR准则是小网络的最好合作方案，而Majority准则为大网络的最优融合方案；（4）弱阴影效应（σ较小）下，Majority准则的频谱感知性能最好，而强阴影效应（σ较大）下，OR准则的频谱感知性能最优。3.在报告信道非理想时，讨论了错误概率对检测性能的影响，并在感知信道信I-----烟台大

6、学硕士学位论文噪比较高的情景下，重点分析讨论了感知信道及报告信道分别为AWGN信道及瑞利信道四种情况时最优融合准则的选择，得出如下结论：（1）报告信道为AWGN信道时，错误概率较小，对通信影响弱，最优融合准则与理想状态的结论一样：A．感知信道为AWGN信道时，Majority准则的频谱感知性能最优；B．感知信道为瑞利信道时，小网络中OR准则获得最好的频谱感知性能；大网络中Majority准则的频谱感知性能最好。（2）报告信道为瑞利信道时，传输错误概率较大，对合作频谱感知性能的影响较大，AND准则的频谱感知性能一

7、直较差，尤其是基于OR准则的合作检测出现不可达区。A．感知信道为AWGN信道时，Majority准则的频谱感知性能最优；B．感知信道为瑞利信道时，OR准则与Majority准则的频谱感知性能出现交叉，以Qf0表示交点处对应的合作虚警概率，则Qf0≥min（Qf）。当Qf0＞0.1时，Majority准则获得最好的频谱感知性能；当Qf0＜0.1且Qf＞Qf0时，OR准则的频谱感知性能最好；当Qf0＜0.1且Qf＜Qf0时，Majority准则是最优融合准则。关键词：认知无线电，能量检测，合作频谱感知，融合准则，最

8、优融合准则II-----烟台大学硕士学位论文AbstractSpectrumsensinghasbeenconsideredasacrucialtechnologyforcognitiveradio,andhighaccuratespectrumsensingcanprotectprimaryuserfrominterferencemoreefficiently.Multi-userc