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《电子科技大学》 2012年
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认知无线电中的智能决策技术研究

冯娴静  
【摘要】:认知无线电(Cognitive Radio, CR)是当今无线通信领域的研究热点,被认为有望从根本上解决目前静态频谱管理政策造成的频谱资源浪费。变换域通信系统(Transform Domain Communication System,TDCS)是从变换域处理和扩频技术发展而来的无线通信新技术,也是认知无线电的一种收发机备选方案。 本文在TDCS的研究基础上,结合多种数据传输技术及干扰检测技术,研究认知无线电中的智能决策方法。认知无线电智能决策引擎能实时感知信道、干扰、业务需求等外部环境变化,通过检测学习机制和参数优化策略,实时调整自身参数,实现系统误码率、信号功率及数据吞吐量的最优权衡。 本文的主要工作分为四大部分: 第一部分研究认知无线电智能决策系统涉及的物理层技术,基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)的差分变换域通信系统是该部分的研究重点。文中推导了基于OFDM的差分TDCS系统在高斯白噪声信道下的误码率公式,并利用Matlab做了仿真验证,仿真结果表明,理论公式真实可信。由于TDCS系统采用剔除干扰频点的方式躲避干扰,在谱罩向量设置合理时,其在窄带干扰环境下的性能逼近于在高斯白噪声下的性能。文中还介绍了基于频域的前向连续均值消除(Forward Consecutive Mean Excision, FCME)干扰检测算法,以及差分OFDM技术和快速跳频通信(Fast Frequency Hopping, FFH)两种数据传输技术。 第二部分研究用以参数优化的三种进化算法:基本遗传算法、基于模拟退火的改进遗传算法和二进制粒子群算法,介绍了三种算法的基本原理和实现步骤,并利用DeJong函数和上文所述基于OFDM的差分TDCS系统两种模型进行了仿真分析和统计性能比较:对于DeJong函数,三种算法均能收敛到最优解,且均表现出较高的搜索效率,其中基本遗传算法耗时较短,参数设置合理时收敛速度最快;模拟退火遗传算法性能稳定,但复杂度较高,耗时长;二进制粒子群算法收敛最快,但性能受惯性权重及学习因子影响较大。对于基于OFDM的差分TDCS系统,基本遗传算法和基于模拟退火遗传算法存在较小概率无法收敛到最优解,二进制粒子群算法则表现优秀:收敛代数小、搜索时间短,且全局收敛性好。 第三部分设计了一种基于规则的智能决策系统,该系统同时支持即时消息、文件传输、音频传输和视频传输四种上层业务,可结合干扰环境和业务类型,智能选择差分TDCS、快速跳频或差分OFDM模式传输数据,并选择适当的抗干扰手段。 基于规则的智能决策系统决策机制简单、易于实现,但决策过程中没有考虑信号功率的影响,且由于系统不具备学习功能,在某些干扰环境下无法做出最优决策。基于上述考虑,为了更好地适应干扰环境和业务需求,本文第四部分设计了一种基于二进制粒子群和案例推理方法(Case-Based Reasoning,CBR)的智能决策系统。通过检测学习机制和参数优化策略,该系统可根据干扰检测模块给出的干扰类型及干扰功率,动态选择物理层传输技术、信号功率和具体抗干扰手段,实现最小化误码率、最小化信号功率和最大化数据传输速率三个通信目标的最优权衡。 本文实现的智能决策系统具有较大的实用价值和一定的参考意义,为进一步从事认知无线电环境中的智能决策引擎设计提供了研究思路。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN925

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 刘永年;杨建国;杨辉联;石海;;基于隐马尔可夫模型的联合概率信道预测动态认知无线电频谱接入[J];上海大学学报(自然科学版);2011年05期
2 赤伟;葛利嘉;陈世娥;张玉;;认知无线电中的人工智能技术[J];移动通信;2010年02期
3 王军;李少谦;;认知无线电:原理、技术与发展趋势[J];中兴通讯技术;2007年03期
4 汪李峰;魏胜群;;认知引擎技术[J];中兴通讯技术;2009年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 韩川;认知无线电场景中的变换域通信系统研究[D];电子科技大学;2007年
2 赤伟;认知无线电学习决策方法研究[D];重庆大学;2010年
3 王炯超;差分变换域通信系统技术研究及实现[D];电子科技大学;2011年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马友平;;生长模型McDill-Amateis的遗传算法拟合研究[J];安徽农业科学;2007年33期
2 吴金华;戴淼;尹剑;;基于遗传神经网络的陕西省土地利用结构模型研究[J];安徽农业科学;2008年36期
3 秦鹏;夏枫耿;明飞平;吴振强;;基于遗传算法优化BP神经网络的小球藻生长模型的建立与应用[J];安徽农业科学;2011年10期
4 曹素兵;朱婵;;RNA二级结构遗传预测算法中的选择操作研究[J];安徽农业科学;2011年14期
5 郭强;罗长寿;魏清凤;;基于遗传算法神经网络模型的蔬菜价格预报[J];安徽农业科学;2011年26期
6 赵佳;张威;方进;杨中平;郑琼林;刘友梅;;高温超导直线感应电机的电磁优化设计[J];北京交通大学学报;2011年02期
7 胡琰;李国岫;李少鹏;;发动机匹配优化算法的研究[J];北京交通大学学报;2011年04期
8 周丽娟;乐晓波;;物流配送路径优化的研究[J];办公自动化;2007年06期
9 邹明;姜礼平;苏思;;基于遗传算法的航空装备保障资源调度[J];兵工自动化;2009年11期
10 尹文彬;许腾;侯博;盖世昌;;基于遗传算法的舰艇编队火力分配问题研究[J];兵工自动化;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 齐文文;赵斌;龙连春;;基于遗传算法的加筋圆柱壳屈曲承载力优化[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 刘涵;高俊涛;;并联式混合动力汽车控制策略及遗传算法优化研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
3 粟晓玲;史银军;;基于水资源转化模拟的内陆河流域水资源优化配置研究[A];全国水资源合理配置与优化调度及水环境污染防治技术专刊[C];2011年
4 张远安;张春荣;强勇;;基于相位编码信号的MIMO雷达正交波形设计的研究[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
5 左言言;严才宝;;一种新的GA优化四自由度主动悬架控制[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
6 赵亮;李书;鲁大伟;;MLPG混合配点法在形状优化中的应用研究[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
7 颜伏伍;王洪建;田韶鹏;袁智军;;基于NSGA-Ⅱ的变速器齿轮系多目标可靠性优化设计[A];湖北省内燃机学会2009年学术年会论文集[C];2009年
8 张朝晖;;工程建设场地布置的遗传算法模型实用研究[A];土木建筑学术文库(第13卷)[C];2010年
9 马敏阳;秦秀波;姜小盼;王宝义;吴伟明;;基于遗传算法的正电子湮没寿命谱拟合[A];第十届全国正电子湮没谱学会议论文集[C];2009年
10 王勇;白丹;党志良;李鹏;;基于动态规划和遗传算法灌区水资源优化配置[A];水力学与水利信息学进展 2009[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘营;雷达图像编码器的并行处理研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
4 查云飞;类菱形车转向系统研究与分析[D];湖南大学;2010年
5 刘思华;电网故障诊断方法的研究[D];山东大学;2010年
6 周巍;煤矿井下搜救探测机器人的路径规划及轨迹跟踪控制研究[D];太原理工大学;2011年
7 张凌云;高密度电阻率勘探反演的非线性方法研究[D];太原理工大学;2011年
8 孙晓梅;多源交通信息下的动态路径选择模型与方法研究[D];吉林大学;2011年
9 程方晓;基于自适应保持多样性遗传算法的汽车动力传动系多目标优化[D];吉林大学;2011年
10 胡丹丹;拥塞型设施的选址问题研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
2 张可平;CO_2焊逆变电源的自适应模糊控制系统研究[D];南昌航空大学;2010年
3 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
5 李京京;城市给水管网改扩建优化设计模型研究[D];郑州大学;2010年
6 雷明杰;神经网络和遗传算法在中厚板轧机中的应用研究[D];郑州大学;2010年
7 张鹏;橡胶坝静动力特性有限元分析[D];山东农业大学;2010年
8 黄丽琴;匹配场处理性能仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王彬;船舶多航态对减摇鳍电伺服系统影响研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 金艳玲;TDCS信道适应性能分析及峰均比抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周贤伟;孟潭;王丽娜;张雪松;李超;;认知无线电研究综述[J];电讯技术;2006年06期
2 周贤伟;辛晓瑜;王丽娜;薛楠;;认知无线电安全关键技术研究[J];电信科学;2008年02期
3 赵知劲;郑仕链;尚俊娜;孔宪正;;基于量子遗传算法的认知无线电决策引擎研究[J];物理学报;2007年11期
4 赵知劲;徐世宇;郑仕链;杨小牛;;基于二进制粒子群算法的认知无线电决策引擎[J];物理学报;2009年07期
5 郭彩丽;张天魁;曾志民;冯春燕;;认知无线电技术的国内外发展和研究现状[J];现代电信科技;2006年06期
6 赵知劲;郑仕链;邢国际;尚俊娜;;应用遗传算法的认知无线电自适应参数调整[J];压电与声光;2007年01期
7 赤伟;葛利嘉;陈世娥;张玉;;认知无线电中的人工智能技术[J];移动通信;2010年02期
8 仲玮;曾繁声;张陆勇;;超宽带认知无线电的关键技术研究[J];中国无线电;2007年08期
9 陈劼;吴非;;认知无线电标准化进展[J];中兴通讯技术;2007年03期
10 汪李峰;魏胜群;;认知引擎技术[J];中兴通讯技术;2009年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 莫文承;认知无线电的频谱分配算法研究[D];西安电子科技大学;2008年
2 刘玉涛;认知无线电中的原始用户检测[D];哈尔滨工业大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵知劲;郑仕链;邢国际;尚俊娜;;应用遗传算法的认知无线电自适应参数调整[J];压电与声光;2007年01期
2 赤伟;葛利嘉;陈世娥;张玉;;认知无线电中的人工智能技术[J];移动通信;2010年02期
3 冯文江;刘震;秦春玲;;案例推理在认知引擎中的应用[J];模式识别与人工智能;2011年03期
4 郑仕链;赵知劲;尚俊娜;杨小牛;;基于模拟退火遗传算法的认知无线电决策引擎[J];计算机仿真;2008年01期
5 赵知劲;徐世宇;郑仕链;杨小牛;;基于二进制粒子群算法的认知无线电决策引擎[J];物理学报;2009年07期
6 黄晨;汪李峰;魏胜群;;基于混合遗传算法的多用户OFDM资源配置[J];电子技术应用;2010年10期
7 俎云霄;周杰;;基于组合混沌遗传算法的认知无线电资源分配[J];物理学报;2011年07期
8 李鑫喆;许成谦;栗首;;基于文化算法的认知无线电优化研究[J];燕山大学学报;2011年01期
9 邓丽粼;张翠芳;周兴建;温坤华;;遗传算法在认知无线电频谱感知中的应用[J];电子技术应用;2010年03期
10 焦传海;王可人;徐云;;认知无线电中的混合认知引擎设计[J];电讯技术;2010年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 罗凡;陈金鹰;;认知无线电在震后应急通信中的应用[A];四川省通信学会2008年学术年会论文集[C];2008年
2 周骥;;浅谈认知无线电在军事领域的应用[A];四川省通信学会2010年学术年会论文集[C];2010年
3 彭开志;杨平;王书诚;;认知无线电在通信系统中应用研究[A];2011船舶电气及通讯导航技术发展论坛论文集[C];2011年
4 刘庆军;毕少筠;孙进;刘天雄;;认知无线电技术在卫星导航系统中的应用前景[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S09组合导航与导航新方法[C];2012年
5 李俊葶;陈金鹰;刘庆丰;徐广伟;;浅谈认知无线电[A];四川省通信学会2008年学术年会论文集[C];2008年
6 郝才勇;;基于认知无线电的频谱管理策略[A];2011全国无线及移动通信学术大会论文集[C];2011年
7 刘庆丰;陈金鹰;李俊葶;卓有福;;基于认知无线电的高效频谱利用技术[A];四川省通信学会2008年学术年会论文集[C];2008年
8 徐聪;宋志群;刘芳;;认知无线电中频谱分配方法的研究[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
9 苏胤杰;蒋铃鸽;何晨;;基于协作通信的认知无线电中继有效位置分析[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
10 王玲;彭启琮;周婉婷;魏飞鸣;;基于主用户历史行为的认知无线电自适应检测算法[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 卢子月;认知无线电让网络不再拥挤[N];通信产业报;2011年
2 特约撰稿人 吴康迪;日本4G路线明晰 “催熟”新技术[N];通信产业报;2009年
3 江苏泰州市无线电管理办公室 刘浏 窦沛沛;认知无线电整合“闲散”频谱[N];通信产业报;2009年
4 束合;计算机上可种田[N];江苏农业科技报;2002年
5 农科文;小麦、玉米及连作智能决策系统已推广应用[N];农民日报;2011年
6 林京;《神经网络和遗传算法在水科学领域的应用》将面市[N];中国水利报;2002年
7 本报记者 朱杰;无线频谱资源的优化者[N];中国计算机报;2010年
8 本报记者 卢子月;无线似水 应需而动[N];通信产业报;2011年
9 本报记者 杜素格;不出门就能请来“专家”[N];河北科技报;2008年
10 记者 解悦 通讯员 樊忠卫;未来手机会智能“寻网”[N];南京日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贺新颖;基于支持向量机的认知无线电若干关键技术研究[D];北京邮电大学;2009年
2 张国斌;认知无线电系统资源管理与分配关键技术研究[D];华南理工大学;2011年
3 杨磊;认知无线电系统中若干关键技术的研究[D];大连理工大学;2012年
4 裴二荣;认知无线电网络中的资源优化分配的研究[D];电子科技大学;2012年
5 胡富平;基于能量检测的认知无线电协作频谱检测研究[D];华中科技大学;2010年
6 王思野;认知无线电网络中协作通信和频谱管理的研究[D];北京邮电大学;2011年
7 林威;基于认知无线电技术的频谱资源利用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 马志垚;认知无线电中基于时—频—空三维空洞的机会接入研究[D];清华大学;2009年
9 鲜永菊;面向服务质量保障的认知无线电核心技术研究[D];重庆大学;2012年
10 张敏;认知无线电网络跨层建模及性能分析[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯丽梅;基于认知无线电的频谱感知技术[D];燕山大学;2010年
2 路瑶;认知无线电中的分布式接入技术研究[D];电子科技大学;2010年
3 王锴;基于能量检测的认知无线电协作检测算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 周志艳;面向认知无线电的频谱测量与信道占用模型研究[D];北京交通大学;2011年
5 黄威;基于认知无线电的协作频谱感知技术研究[D];武汉理工大学;2010年
6 赵新蕾;认知无线电中基于主从用户差异性的调度算法[D];北京邮电大学;2010年
7 陈斌华;认知无线电系统中的频谱预测算法研究[D];北京邮电大学;2011年
8 韩立平;基于认知无线电的动态频谱共享与利用[D];北京邮电大学;2011年
9 齐博;认知无线电网络频谱共享问题的研究[D];北京邮电大学;2010年
10 张建华;基于博弈论的认知无线电频谱分配算法研究[D];长春理工大学;2010年
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