认知无线电网络中动态分组合作频谱检测技术研究

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1、山东大学硕士学位论文4．1Introduction⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯274．2DynamicalClusteringinCSSwithBandwidthConstraints⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．274．2．1DynamicalClusteringSchemewithBandwidthConstraints⋯⋯⋯⋯⋯。274．2．2DoubleThresholdsMethod⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．284．3PerformanceAnaly

2、sisofDynamicalClusteringCSSwithBandwidthConstraints⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．：194．3．1SystemBandwidthOverhead⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．294．3．2SystemDetectionPerformanceAnalysis．⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯．．．314．4SimulatinResultsandAnalysis．⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯．．⋯．⋯．⋯．⋯⋯．

3、⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯324．5Conclusions⋯⋯．．⋯⋯．⋯．．⋯．⋯．．⋯．⋯．．⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯．⋯．⋯．⋯．．⋯⋯．．⋯⋯．⋯⋯．⋯．．⋯：；。lChapter5SummaryandProspects⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．361；．1Summary．⋯⋯⋯．⋯．．⋯．⋯．．⋯．⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯．．⋯．．⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯．．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯365．2Prospects⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯．．⋯．⋯．⋯⋯．⋯⋯．⋯．⋯．⋯．．⋯．⋯．⋯．⋯．．⋯⋯．．．⋯．⋯⋯⋯

4、⋯⋯．．：；7References⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯39Acknowledgement⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45ResearchAchievements⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯47山东大学硕士学位论文摘要随着科技和社会的不断进步，无线通信技术得到了快速发展和广泛应用，而这也使得无线通信系统所必需的频谱资源逐渐成为一种稀缺而宝贵的资源。目前，世界上大部分国家对无线频谱资源的

5、管理采取的都是固定频谱分配的方式，大部分的无线频谱资源都经过授权分配给了通信、电视广播、遥控等业务和应用；而只有小部分无线频谱资源可在无需授权的情况下用来发展其他网络技术和应用。随着无线通信技术的快速发展和人们对信息交互需求的不断提升，越来越多的无线技术及应用需要使用无线频谱资源，导致非授权频段的频谱资源日趋紧张；同时，相关的调查研究表明，现有授权频谱资源的利用率非常低，很多频段在大部分时间均处于空闲状态。因此，可使用的有限频谱资源与极低的频谱资源利用率之间的矛盾成为无线通信技术需要解决的一个重要问题。为最大限

6、度提高无线频谱的使用效率，缓解频谱资源逐渐紧张的局面，认知无线电技术被提出并迅速得到了广泛的关注和研究。频谱检测技术是认知无线电技术中最为重要和关键的技术之一。为了克服单个用户进行频谱检测时的隐藏终端问题，合作频谱检测技术逐渐成为频谱检测的研究热点，其通过用户间的合作检测，能显著提高系统的检测性能。在此基础之上，本文考虑认知无线网络的实际环境，对合作频谱检测技术进行了部分创新与改进，提出了更具鲁棒性、检测性能更佳和占用带宽更少的动态分组合作频谱检测方案。论文的主要研究工作如下：首先，提出了一种基于空时编码的更具

7、鲁棒性的动态分组合作频谱检测方案。为更符合实际的无线通信环境，考虑到分组合作频谱检测方案中各认知用户间的信道非理想情况，我们提出了一种更具有鲁棒性的动态分组方式，该分组方案通过分析所有认知用户间的信道质量情况，优先将具有较好用户间信道质量的认知用户分为一组，从而克服了传统的依据认知用户临近位置进行固定分组的分组方案与通过选定用户再进行信道选择分组的分组方案的弊端，具有更好的鲁棒性。山东大学硕士学位论文论文提供了该方案具体的分组流程，并且通过实验仿真结果证明了该方案在实际无线通信环境中，能进一步提高系统整体检测性

8、能。其次，考虑到在实际无线通信环境中，各认知用户的地理位置与周围的环境的不同，具有较高检测信道信噪比的认知用户其本地频谱检测结果可靠性程度较高；反之，检测信道信噪比较低的认知用户其本地频谱检测结果则相对不可靠。为此，本文提出了采用空时编码动态分组的加权合作频谱检测方案，该方案首先将认知用户进行鲁棒性动态分组，然后根据各认知用户检测信道的信噪比高低，为认知用户分配不同的权重因子，进而对检