基于随机矩阵渐近谱理论的频谱感知技术研究.pdf

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2、本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过。的研巧成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意与我。＾本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。圆、、研究生签名：許系：抑４Ｌ南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可＾＾保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借

3、阅；可ｔｕ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可心＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本义电子文档的内容和纸质一论文的内容相致（）。论文的公布包括刊登授权南京邮电大学研充生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。’之、＞、中研究生签名：蓋导师签名：壬杰日期：＞义（）气ResearchonSpectrumSensingUsingAsymptoticSpectrumTheoryofRandomMatrixTheoryThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecom

4、municationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByQiLeiSupervisor:Prof.WangLeiMarch2015摘要随着无线通信技术的飞速发展，无线频谱资源以及使用效率变得越来越重要，而认知无线电（CognitiveRadio，CR）作为一种有效的频谱共享技术，大大提升了频谱利用率，已经得到了人们的广泛关注和讨论。数据处理已经成为当代的重要研究内容，而随机矩阵理论(RandomMatrixTheory，RMT)在处理多维矩阵信息方面具有独特的优势，且在核物理、数字通信、金融等领域已经得到了诸多应用。在无线通信领域，随

5、机矩阵理论已经被成功的应用到容量分析、性能分析以及接收机设计等诸多方面。因此实现二者的有机结合，已经得到了学者们的广泛研究。本文主要研究基于随机矩阵理论的特征值频谱感知算法，此类算法通过利用随机矩阵理论中特征值所具有的优良特性，在感知过程中不受噪声不确定的影响，且无需预先知道信号或信道的相关信息。首先，本文针对噪声相关的情况，对特征值频谱感知算法进行了研究分析，并应用随机矩阵理论研究了噪声相关下新的频谱感知判决阈值，仿真结果表明新的阈值在噪声相关的情况下明显优于采用M-P律的算法。其次，在噪声不确定的情况下对MME算法的能量效率进行了优化分析，通过对感知时间的优化来获得

6、最优的能量效率，并与能量检测算法进行了对比分析。最后，考虑到频谱感知过程中发生碰撞冲突的可能性，对发生碰撞冲突情况下的MME感知算法的能量效率进行了数学分析和仿真验证，并通过对感知时间和帧周期的联合最优化，获得了最优能量效率。关键词:认知无线电，随机矩阵理论，频谱感知，特征值，能量效率IAbstractWiththerapiddevelopmentofwirelesscommunicationtechnology，radiospectrumresourcesanditsuseefficiencyhasbecomeincreasinglyimportantforthede

7、velopmentofwirelessmobilecommunicationapplicationsandservices.Randommatrixtheory,asaneffectivetoolforlarge-dimensionaldataprocessing,hasbeenusedinfieldsasnuclearphysics,digitalcommunications,financeandsoon.Inthefieldofwirelesscommunications,randommatrixtheoryhasbeensucces