非理想信道条件下的认知无线电协作频谱感知

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目非理想信道条件下的认知无线电协作频谱感知作者姓名张孜学科专业控制理论与控制工程指导教师李鑫滨教授2016年5月中图分类号：TP393学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工学硕士学位论文非理想信道条件下的认知无线电协作频谱感知硕士研究生：张孜导师：李鑫滨教授申请学位：工学硕士学科专业：控制理论与控制工程所在单位：电气工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinControlTheoryandControlEngineeringCOOPERATIVESPECTRUMSENS

2、INGOVERIMPERFECTREPORTINGCHANNELSINCOGNITIVERADIONETWORKSbyZhangZiSupervisor:ProfessorLiXinbinYanshanUniversityMay,2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《非理想信道条件下的认知无线电协作频谱感知》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。

3、作者签字：日期：年月日摘要摘要无线通信技术的迅速发展使人们逐渐意识到了频谱资源短缺问题的严重性，认知无线电技术正是在这种情况下产生了。能够动态利用频谱，提高频谱利用率是认知无线电技术的优势所在。认知无线电技术的关键技术之一是频谱感知技术，频谱感知技术是进行认知循环的前提条件。本文针对非理想信道条件下的协作频谱感知问题展开研究，从而达到在非理想信道条件下提高检测性能的目的。首先，介绍了认知无线电的现状，对认知无线电中的协作频谱感知问题进行了分析，阐述了单节点频谱感知的局限性，给出了基于能量检测的本地频谱感知、协作频谱感知的模型以及常用的数据融合技术。其次，为解决单门限能量检测容易受

4、噪声不确定性影响的缺点，基于双门限能量检测的基本模型，针对分层协作频谱感知在非理想信道条件下的性能进行研究，分析了分层协作频谱感知在非理想信道条件下的性能参数。并且为了减少由非理想信道带来的性能损失，引入了MDA加权准则。仿真结果表明，本文所引入的MDA加权准则能有效提高分层协作频谱感知在非理想信道条件下的性能。最后，针对协作频谱感知中的数据伪造攻击问题，以最大化感知效率为目标，提出了基于鉴定机制的数据伪造攻击检测方法，通过采用给本地感知结果附加防伪码的方法对恶意用户进行检测，并利用最速下降法对防伪码长度进行优化。仿真结果表明，该方法能够有效提高协作频谱感知在恶意用户存在情况下的

5、感知效率，达到了检测性能与网络开销之间的折衷。关键词：认知无线电；协作频谱感知；非理想信道；双门限能量检测；数据伪造攻击I燕山大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnology,thescarcityofspectrumresourceisgettingmoreandmoreattention,thereforecognitiveradiotechnologyisputforward.Theadvantageofcognitiveradioisthatitisabletoutiliz

6、ethespectrumresourcedynamically,sothatspectrumresourcecanbeusedeffectively.Spectrumsensingisthekeytothecognitiveradiotechnology,anditisalsothepreconditionofcognitiveradiocycle.Cooperativespectrumsensingoverimperfectreportingchannelsisresearchedinthispapersoastoimprovethedetectionperformanceof

7、cooperativespectrumsensingoverimperfectreportingchannels.Firstly,thepresentsituationofcognitiveradioisintroducedandtheproblemofcooperativespectrumsensingincognitiveradioisanalyzed.Theshortcomingoflocalspectrumsensingisalsodiscussed.What’smore