基于认知无线电的频谱感知技术研究.pdf

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硕士学位论文

论文题目: 基于认知无线电的频谱感知技术研究



学号 Y001090529
姓名陈国忠
导师唐加山教授
学科专业信号与信息处理
研究方向现代通信中的智能信号处理技术
申请学位类别工学硕士
论文提交日期二○一二年三月
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研究生签名:_____________ 日期:____________


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研究生签名:____________ 导师签名:____________ 日期:_____________
南京邮电大学
硕士学位论文摘要


学科、专业: 工学信号与信息处理
研究方向: 现代通信中的智能信号处理技术

作者: 陈国忠
指导教师: 唐加山教授


题目: 基于认知无线电的频谱感知技术研究
英文题目: Research on Spectrum Sensing Technologies in Cognitive
Radio


主题词: 认知无线电,频谱感知,协方差矩阵,正交频分复用,能耗
受限
Keywords: Cognitive Radio, Spectrum Sensing, Covariance Matrix, OFDM,
Energy-Constrained
南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
摘要
伴随着无线通信技术的不断发展,无线频谱资源的需求也相应的不断增长,导致频谱
资源匮乏现象日益显现,同时目前采用的固定频谱分配机制也限制了频谱资源的充分利
用,导致了频谱利用率低下。认知无线电技术的提出,为解决频谱资源匮乏和频谱利用率
低的问题提供了一种新的思路,被认为是当前解决上述问题的最佳方法。频谱感知技术作
为认知无线电的关键技术,是实现认知无线电应用,提高认知系统频谱利用率的首要前提。
本文主要研究认知无线电中的频谱感知技术,完成的工作主要包含两个部分:
在第一部分,本文将基于协方差矩阵 Cholesky 分解的单用户频谱感知扩展到多用户合
作频谱感知,提出了基于协方差矩阵 Cholesky 分解的合作频谱检测算法,充分地联合利用
多认知用户的信息进行合作检测来提高检测性能。此外,本文还提出了一种基于协方差矩
阵 Cholesky 分解的合作频谱检测的改进算法,根据认知用户接收到信号的不同相关性,选
择相关性较强的认知用户参与频谱检测,有效地降低算法的运算复杂度。
在第二部分,本文基于认知 OFDM 系统的多载波检测模型,给出了多载波联合频谱感
知算法,并将多载波联合频谱感知算法应用于能耗受限的认知 OFDM 系统中,提出了能耗
受限的多载波联合检测算法,即在给定感知能耗约束条件下,通过建立最大化吞吐量优化
模型,联合多个载波选取最优感知时间和判决门限参数,使得认知用户的总吞吐量最大化。
最后的仿真结果表明,采用多载波联合频谱感知算法可获得比传统的频谱感知算法更大的
吞吐量,与能耗均分频谱感知算法相比较,能耗受限的多载波联合频谱感知算法可以达到
更大的吞吐量,从而能够更好的节约能耗。
全文共分为五章,第一章主要介绍了本课题的研究背景、意义、现状和论文结构安排;
第二章概述了认知无线电中的频谱感知技术理论;第三章研究了基于协方差矩阵的合作频
谱感知技术;第四章研究了认知 OFDM 系统中的频谱感知技术;第五章对全文工作的总结
和展望。

关键词:认知无线电,频谱感知,协方差矩阵,正交频分复用,能耗受限
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南京邮电大学硕士研究生学位论文 ABSTRACT