认知无线电中基于谱估计的频谱感知技术研究

论文摘要

随着无线通信业务的飞速发展和广泛应用,有限的频谱资源和固定的频谱分配模式都导致了频谱资源利用率极其低下,进而成为频谱资源紧缺的瓶颈。认知无线电作为一种智能的无线通信技术,可以有效地解决这个问题。认知无线电通过感知授权用户闲置的频谱空穴,并能在不对原有的授权系统造成干扰的情况下实现频谱的二次利用,以达到提高频谱利用率的目的。频谱感知技术作为认知无线电系统的关键技术,对频谱感知技术的研究具有深远的意义。本文主要针对单节点发射端检测法进行了研究,分析了能量检测法在不同信道下,检测概率、虚警概率、门限值、信噪比和采样点数的不同对检测性能的影响。分析了基于能量检测的合作感知方法,并针对“与”准则和“或”准则进行了计算机仿真,验证了合作检测要优于单节点检测。本文着重的介绍了循环平稳特征检测法,对循环谱理论进行了详细的分析,对于授权用户的不同调制信号进行了理论分析和计算机仿真,验证了循环谱理论不仅对噪声具有免疫性,且具有分离、识别有用信号的能力。在循环相关匹配滤波器检测统计量的基础上进行分析,采用了集平均的频域平滑循环周期图方法构造了检测统计量,仿真验证了不仅要优于能量检测法、循环平稳检测,且不需要知道信号的先验知识。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 认知无线电的概念和研究模型
• 1.2.1 认知无线电的概念
• 1.2.2 认知无线电的研究模型
• 1.3 认知无线电国内外研究现状
• 1.3.1 认知无线电技术的国外发展现状
• 1.3.2 认知无线电技术的国内发展现状
• 1.4 论文的内容安排
• 第2章 认知无线电中的频谱感知技术
• 2.1 引言
• 2.2 频谱感知技术概述
• 2.3 主用户发射端检测
• 2.3.1 匹配滤波器检测法
• 2.3.2 能量检测法
• 2.3.3 循环平稳特征检测法
• 2.3.4 三种单节点检测算法的比较
• 2.4 主用户接收端检测
• 2.4.1 本振泄漏功率检测
• 2.4.2 干扰温度检测
• 2.5 合作检测
• 2.5.1 “或”准则
• 2.5.2 “与”准则
• 2.6 频谱感知性能参数
• 2.7 本章小结
• 第3章 基于能量检测的频谱感知技术研究
• 3.1 引言
• 3.2 能量检测法
• 3.2.1 能量检测法概述
• 3.2.2 高斯白噪声信道下的能量检测法理论分析
• 3.2.3 Rayleigh 信道下的能量检测法理论分析
• 3.3 能量检测法性能仿真
• 3.3.1 高斯白噪声信道下的能量检测仿真分析
• 3.3.2 Rayleigh 信道下能量检测仿真分析
• 3.4 合作检测法能量检测仿真分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 循环谱理论
• 4.1 引言
• 4.2 循环自相关函数
• 4.2.1 循环自相关函数的定义
• 4.2.2 循环自相关函数分析
• 4.3 循环谱密度函数
• 4.4 常规通信信号的检测
• 4.4.1 BPSK 信号的循环平稳特征分析
• 4.4.2 AM 信号的循环平稳特征分析
• 4.4.3 QPSK 信号的循环平稳特征分析
• 4.4.4 PAM 信号的循环平稳特征分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 循环平稳特征算法改进及实现
• 5.1 引言
• 5.2 循环平稳特征检测原理
• 5.3 循环谱分辨率分析
• 5.4 集平均的频域平滑循环周期图算法
• 5.5 仿真验证分析
• 5.6 本章小结
• 第6章 总结
• 6.1 总结
• 6.2 下一步的工作
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢
• 详细摘要