认知无线电网络中高能效宽带频谱感知策略和传输方案研究

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1、中图分类号：TN925论文编号：102870416-SZ028学科分类号：085208硕士学位论文认知无线电网络中高能效宽带频谱感知策略和传输方案研究研究生姓名钱丽专业类别工程硕士专业领域电子与通信工程指导教师李茁副教授宋晓勤副教授南京航空航天大学研究生院电子信息工程学院二О一五年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofElectronicandInformationEngineeringResearchonHighEff

2、iciencyBroadbandSpectrumSensingStrategyandTransmissionSchemeinCognitiveRadioNetworksAThesisinCommunicationandinformationsystembyQianLiAdvisedbyProf.LiZhuoProf.SongXiaoqinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2015承诺书本人

3、声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：2016.3.28摘要随着无线通信业务的迅速发展，无线频谱资源按照频段进行划分，分配给不同通信系统使用。这种固定频率分配

4、方式导致部分频段频谱资源不足，而部分频段频谱利用率不高。认知无线电作为一种智能的频谱共享技术，可以动态地检测空闲频谱资源并进行二次利用，极大地优化了无线频谱资源的动态管理，提高了频谱利用率。然而，在倡导绿色通信的大环境下，面向公众移动通信系统的认知无线电技术，在提高频谱利用率的同时，还必须对感知过程进行节能优化设计，在保障良好的用户体验的同时，促进节能减排。针对上述问题，本文重点研究了公众移动通信网络中宽带协作频谱感知技术，探索了能效优先的宽带频谱感知策略，以及在感知信息传输时降低系统能耗方法。论文的主要研究工作和贡献主要包括以

5、下几个方面：1.阐述了当前频谱感知的研究现状，详细研究了基于授权用户发射端频谱感知的算法，并着重对认知无线电频谱感知的具体实施方法进行了分析。2.针对现有的传统周期频谱感知利用率低下的问题，提出了自适应频谱感知的策略。该方法自适应地选择当前CR用户的行为选择，根据最佳决策算法，判定下个行为CR用户是感知信道还是进行数据传输或者进行信道切换。减少了感知开销，提高了频谱的利用率。3.针对协作频谱感知中感知信息传输能耗较大的问题，提出了基于喷泉码的感知信息传输方案。该方案对喷泉码的度分布进行了优化，并和传统的度分布的喷泉码性能进行了对

6、比，基于改进的喷泉码的信道编码，使得感知信息传输的过程中降低了系统的能耗。4.针对协作感知信息融合判决数据复杂度较高的问题，提出了分簇结构来组织感知节点。该方案在集中式协同频谱感知架构的基础上，采取多用户分簇的感知信息传输方法，将次级用户的感知信息先传输给簇头进行判决，再将判决结果传输到感知信息融合判决中心，做出关于主用户是否存在的判断，提高了系统检测概率的同时减少了传输的能耗。关键词：认知无线电，频谱感知，自适应频谱感知，喷泉码，多用户分簇IABSTRACTWiththerapiddevelopmentofwirelessco

7、mmunicationnetwork,wirelessspectrumresourcesareassignedtodifferentcommunicationsystemsaccordingtodifferentspectrumbands.Thisfixedfrequencyassignmentleadstothedeficiencyoftheresourcesofsomefrequencybandswhileotherbandsarenotefficientlyutilized.Asakindofintelligentspec

8、trumsharingtechnology,cognitiveradiocandetecttheidlespectrumresourcesdynamicallyandreutilizethem,improvingthedynamicmanagementofthe