认知无线电频谱感知技术研究

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1、南京邮电大学硕士学位论文摘要电磁波频谱是一种珍贵自然资源，要政府的授权才能使用。随着频谱资源需求的不断增长和可获得频谱的减少，美国FCC决定允许未授权用户接入授权频段，提高频谱利用率。SPTF一份报告是这种改变的推动因素，固定授权分配频谱利用率大概只有15％85％。人们提出认知无线电CR(CognitiveRadio)来提高频谱利用率。认知无线电是一智能无线电系统，能与周围环境交互，改变它的传输参数，动态地利用频谱资源。认知无线电通过频谱感知动态适用周围的环境，机会利用无线电频谱空穴，提高频谱利用率。频谱感知是认知无线电系统利用频谱的关键一步，感知结果的精确性对系统的性能是至关重要的。由于

2、每个用户所处的环境不同，特别当存在衰落时，单个次用户的感知结果无法准确判断主用户是否出现。文中提出了一种利用分集和协作的频谱感知方案。在该方案中，次用户利用接收分集技术来加强对主用户的检测，同时它们之间通过协作来进一步提高频谱感知的性能。仿真结果表明，提出的方案极大地提高了认知无线电频谱感知的性能。FCC提出了干扰温度的概念，指出只要次用户对主用户接收机的干扰小于一个门限值，次用户就可以接入授权频谱。此时次用户收发机之间的信道容量影响着次用户的性能。假设信道状态信息是可准确获得的，文中研究了在接受干扰温度限制条件下的衰落信道香农容量容量和中断容量。与固定频谱接入相比，基于干扰温度的动态频谱

3、接入改善了频谱利用率。关键词：认知无线电；频谱感知；频谱共享；分集；协作检测；干扰温度；衰落信道；信道容量南京邮电大学硕士学位论文AbstractTheelectromagneticradiospectrumisapreciousnaturalresource，theuseofwhichbytransmittersandreceiversislicensedbygovernments．Witheverincreasingdemandfor仔equencyspectrumandlimitedresourceavailabilityFCCdecidedtomakeaparadigmshiftb

4、yallowingmoreandmorenumberofunlicenseduserstotransmittheirsignalsinlicensedbandsSOastoefficientlyutilizetheavailablespectrum．ThemotivatingfactorbehindthisdecisionwasthefindingsinareportbySpectrumPolicyTaskForce，inwhichvasttemporalandgeographicvariationsinspectrumusagewerefoundrangingfrom15％to85％．C

5、ognitiveradiohasbeenproposedasthemeanstopromotetheefficientuseofthespectrum．CognitiveRadioisaintelligentwirelesscommunicationsystemthatCanchangeitstransmitterparametersbasedoninteractionwitlltheenvironmentinwhichitoperates．CognitiveradioCanadapttoit'ssurroundingsandusesthespectrumholestoimprovespe

6、ctrumefficiencybyspectrumsensing．SpectrumsensingisthefirstvitalstepunderwhichcognitiveradioCanopportunisticlyaccessthepreciousspectrumresources．Thespectrumsensingaccuracyisvitalforcognitiveradio．NoteverycognitiveuserCandetectthepresenceoftheprimaryuserswhentheyexperiencedifferentsurroundingsespeci

7、allyunderfadingenvironments．Inthispaper，aspectrumsensingschemeusingdiversityandcooperationispresented．Thenewschemeemploysagroupofsecondaryusers，eachexploitingthereceivediversityinRayleighfadingenvironmentsforthed