認(rèn)知無線電協(xié)作頻譜檢測的研究.pdf

1、隨著頻譜資源的逐步減少，以及人們對高速無線通信的強(qiáng)勁需求，認(rèn)知無線電作為一種提高頻譜利用率的通信方式近年來受到了學(xué)者的廣泛關(guān)注。認(rèn)知無線電的首要任務(wù)就是發(fā)現(xiàn)頻譜空穴，并在檢測到授權(quán)用戶時(shí)退出使用該頻段?？紤]到單點(diǎn)頻譜檢測手段受到終端的限制，性能并不能滿足越來越高的頻譜檢測要求，近年來，合作及協(xié)作的方式被引入到頻譜檢測的研究中。
　　本文首先闡述了什么是頻譜空穴，以及怎樣進(jìn)行頻譜檢測的問題。在對常用單點(diǎn)頻譜檢測的理論分析基礎(chǔ)上，進(jìn)一

2、步分析了合作頻譜檢測的性能。并通過仿真分析說明，選擇部分性能優(yōu)越的用戶，合作會獲得更大的收益。
　　在認(rèn)知用戶間利用放大前傳協(xié)作通信的同時(shí)，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)也可以提高檢測性能。針對該模型下現(xiàn)有研究中的非實(shí)際假設(shè)，即用戶可以獲得理想的協(xié)作信道估計(jì)，本文重新分析并推導(dǎo)了協(xié)作頻譜檢測系統(tǒng)的虛警概率和檢測概率，分析指出協(xié)作檢測系統(tǒng)的檢測概率隨著信道估計(jì)誤差的增大而迅速惡化。同時(shí)，如果用戶沒有意識到信道估計(jì)誤差，也會增大認(rèn)知用戶的虛警概率，降低了頻

3、譜利用率。
　　接著，本文分析了協(xié)作信道的信道估計(jì)問題。首先通過分析協(xié)作信道包絡(luò)的概率密度分布以及穿越電平率指出，協(xié)作信道處于深衰的概率更大，同時(shí)信道的波動也更大。然后分析了常用信道估計(jì)算法的，包括 ZF、MMSE以及LMMSE，在協(xié)作信道估計(jì)中的應(yīng)用及問題，指出由于信道噪聲的非高斯性，導(dǎo)致MMSE準(zhǔn)則難以求解。
　　最后，文章選擇了適合于上行鏈路的單載波直接序列碼分多址(Direct Sequence—Code Divis

4、ion Multiple Access, DS-CDMA)通信模式作為平臺，研究協(xié)作頻譜檢測系統(tǒng)的性能。文章分析了頻域均衡的單載波 DS-CDMA通信模式使用放大前傳協(xié)作模式的系統(tǒng)開銷，并分析了頻譜信道估計(jì)中時(shí)延窗以及判決反饋算法在協(xié)作信道估計(jì)中的應(yīng)用。通過仿真說明了時(shí)延窗對協(xié)作信道估計(jì)性能的改善，并分析了判決反饋在應(yīng)用中的問題。最后，文章通過仿真系統(tǒng)誤碼率性能并對比理想的理論值說明了所搭建系統(tǒng)模型的正確性，并給出了此時(shí)的協(xié)作檢測性能。