基于認(rèn)知無(wú)線電的頻譜共享技術(shù)的研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展和無(wú)線通信業(yè)務(wù)的迅速增長(zhǎng)，原本有限的無(wú)線電頻譜資源變得十分緊缺。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的出現(xiàn)有效地緩解了這一局面，成為無(wú)線通信領(lǐng)域中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的認(rèn)知用戶通過(guò)“伺機(jī)”接入空閑頻譜與主用戶共享頻譜，從而極大提高了頻譜資源的利用率。
　　頻譜共享技術(shù)的研究一直是無(wú)線通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。通常，由于認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的配置范圍廣闊而復(fù)雜，且網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)設(shè)備也各有差異，因此出現(xiàn)了適應(yīng)不同場(chǎng)景的頻譜共

2、享模型和方案。本文主要針對(duì)跳頻通信環(huán)境，即認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的主用戶采用跳頻通信方式進(jìn)行工作，對(duì)基于認(rèn)知無(wú)線電的頻譜共享技術(shù)作了較為深入的研究。主要從兩個(gè)方面來(lái)研究頻譜共享技術(shù)：一是對(duì)頻譜共享技術(shù)應(yīng)用的環(huán)境進(jìn)行研究，包括跳頻信號(hào)的參數(shù)估計(jì)以及頻譜占用情況估計(jì)；二是從可靠性理論出發(fā)，分析馬爾可夫型可修系統(tǒng)與頻譜共享問(wèn)題的相似性，研究了基于可靠性理論的頻譜共享模型及實(shí)現(xiàn)方案。
　　作為研究跳頻通信環(huán)境下的頻譜共享問(wèn)題的基礎(chǔ)和依據(jù)，本文在

3、傳統(tǒng)跳頻信號(hào)的參數(shù)估計(jì)方法基礎(chǔ)上，從跳頻信號(hào)的檢測(cè)、去噪、去除定頻干擾以及參數(shù)快速準(zhǔn)確估計(jì)等方面出發(fā)，研究了一種適應(yīng)復(fù)雜干擾環(huán)境的實(shí)際跳頻信號(hào)參數(shù)估計(jì)方法。該方法考慮到實(shí)際跳頻信號(hào)受噪聲及干擾的影響，通過(guò)短時(shí)傅里葉變換對(duì)跳頻信號(hào)進(jìn)行分析處理，提高了參數(shù)估計(jì)的準(zhǔn)確度并極大縮短了參數(shù)估計(jì)的處理時(shí)間。在對(duì)跳頻信號(hào)頻譜占用情況的估計(jì)中發(fā)現(xiàn)，主用戶的到達(dá)過(guò)程可以近似模擬為泊松過(guò)程，這為頻譜共享方案的研究提供了依據(jù)。
　　本文在對(duì)比了馬爾可夫

4、型可修系統(tǒng)與頻譜共享問(wèn)題的相似性后，建立了跳頻通信環(huán)境下的頻譜共享模型，并研究了一種適用于跳頻通信系統(tǒng)的頻譜共享算法。該算法基于認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)頻譜環(huán)境的分析，從避免對(duì)主用戶造成干擾出發(fā)，通過(guò)從可靠性理論引申的頻譜瞬時(shí)可用度和主用戶平均到達(dá)次數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的“頻譜空洞”與從用戶的頻譜接入請(qǐng)求進(jìn)行最佳匹配，完成頻譜分配和頻譜接入，從而減少系統(tǒng)的瞬時(shí)頻譜切換概率并提高系統(tǒng)的頻譜利用率。在仿真驗(yàn)證中，將該算法同隨機(jī)頻譜分配算法進(jìn)行比