收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

认知无线电中关键技术的研究

刘婷婷  
【摘要】:随着通信技术的不断发展,无线通信系统逐渐从以传输语音数据为主的窄带系统,转变为以传输多媒体信息为主的高速宽带系统,这导致无线通信系统对频谱资源的需求日益增加。可用的频谱资源却十分有限,已经越来越不能满足无线通信需求。现有的资源分配方案是:根据通信业务或者通信类型的不同,为其分配专用的频谱资源。这种不够灵活的分配方式,是导致如今频谱资源紧缺的主要原因。动态频谱接入方式可以有效的提高频谱使用效率,而认知无线电技术是实现动态频谱接入的关键。因此,研究认知无线电技术对于提高频谱使用效率,缓解频谱资源紧张有积极的意义。 认知无线电是以软件无线电为基础的一种智能无线通信系统。通过观察学习外部无线环境,根据从RF端接收到的信号对系统内部参数进行自适应的改变(如发射能量、载波频率、调制方式等),以达到更好的通信效果。 本文对认知无线电中的几大关键技术进行深入研究,包括:本地频谱感知技术、合作频谱感知技术、恶意用户检测、感知参数优化、信道估计算法和频谱资源分配方案等。 频谱感知是认知无线电的关键技术之一,性能优越的频谱感知技术是提高认知用户通信性能以及为授权用户提供充足保护的重要因素。论文在第二章对频谱感知技术进行了深入的研究。首先介绍了本地频谱感知的基本概念以及在认知无线电中最受关注的本地频谱感知技术:能量检测。接着,针对能量检测在噪声不确定环境中容易产生感知性能降低的问题,提出了一种具有抵抗噪声不确定性的本地频谱感知算法。该算法基于信息论准则检测算法,通过引入门限调整参数ρ,灵活的调整系统虚警概率。此外,该算法可以在不知道授权用户信号以及噪声方差等相关信息的条件下,可靠的检测出授权用户。与能量检测相比,该算法能有效的抵抗由噪声不确定性带来的检测性能退化问题,是一种实用的本地频谱感知算法。由于本地频谱感知结果容易受到隐藏节点和阴影效应的影响,使感知结果不可靠。针对这个问题,论文接着对合作频谱感知进行了分析和研究。简单介绍了合作频谱感知的常见算法,提出一种改进的D-S合作频谱感知算法,该算法充分利用各用户之间的信噪比差别,给出各用户不同的权重值。在融合各节点的感知信息时,充分利用各用户的权重值,消弱感知性能差的用户对系统感知结果的影响。最后,针对认知网络中可能存在恶意用户,影响网络检测性能的问题,提出一种恶意用户检测算法。该算法可以有效的检测出总是报0和总是报1的恶意用户。此外,还可以检测出以一定概率报0或1的更隐蔽的恶意用户,所以该算法是一种稳健的恶意用户检测算法。 第三章对频谱感知中感知参数的权衡关系进行了研究,首先介绍了频谱感知中常见的权衡关系,指出参数优化的目的主要有两种:一是提高系统的发现概率或者降低系统的虚警概率,二是选择合适的感知参数,优化认知用户的吞吐量或者频谱利用率。接着分析了频谱感知时间与数据传输时间以及频谱感知时间与系统频谱效率的关系。文章推导出了单用户感知中最优频谱感知时间的表达式,最优感知时间不仅为授权用户提供充足的保护,还能为认知用户提供更多的数据传输时间。最后,研究了合作频谱感知中,系统频谱效率与合作感知时间的关系。合作频谱感知可以提高系统感知性能,用更少的时间达到目标发现概率,为合作用户提供更多的数据传输时间。 当认知用户发现频谱使用机会时,除了使用高性能的频谱感知算法对授权用户的活动状态进行周期性的监测,为授权用户提供充足保护之外,还应当充分利用宝贵的频谱使用机会,让认知设备与其接收端进行及时、有效的数据通信。所以,高性能,低复杂度的通信方式和算法也是认知网络和设备面临的关键问题。正交频分复用作为一种高效的频谱利用方式,是IEEE 802.22工作组积极考虑的认知无线网络通信方式。第四章根据这些现状,提出一种基于OFDM的低复杂度、高性能的信道估计算法。该算法不需要用户的任何先验知识,通过选择合适的平滑参数λ来获得最优的估计信道。该算法的复杂度与线性内插法是一个数量级,而其性能却远远高于线性内插法,接近MMSE的估计性能,是一种具有实际应用价值的信道估计算法。 最后,论文在第五章介绍了基于OFDM认知蜂窝网络的频谱资源分配问题。首先给出了传统蜂窝网络中频谱资源分配的主要方法,以及这些方法具备的优缺点。接着,介绍了下一代无线通信以及LTE中提到的动态频谱复用方式。最后,针对认知蜂窝网络中具有两个不同性质工作频率的特点,给出了认知蜂窝网络中的上行和下行链路的最优频谱分配方案,充分发掘TV频段的优点,提高网络中的边缘用户的频谱效率和吞吐量,进而提高整个网络的性能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨铁军;刘娟;司春丽;;基于图论着色模型的频谱分配研究[J];电子质量;2011年01期
2 柳海涛;;基于博弈论的认知无线电频谱分配模型[J];通信技术;2008年08期
3 张爱清;叶新荣;丁绪星;;认知无线电中的频谱共享技术[J];通信技术;2009年02期
4 何新平;;认知网络中基于图论着色模型的频谱分配算法的分析[J];中国新通信;2009年07期
5 樊路;刘玉涛;谭学治;蒋梦雄;;认知无线电中基于极大独立集的频谱分配算法[J];科学技术与工程;2009年16期
6 张伟卫;赵知劲;王海泉;;一种结合信道性能的频谱分配算法[J];现代电子技术;2010年23期
7 文凯;付玲生;傅小玲;;认知无线电系统中利用模糊逻辑的频谱分配[J];电讯技术;2011年03期
8 刘鑫;谭学治;;认知无线电中OFDM多用户频谱分配[J];哈尔滨工程大学学报;2009年10期
9 刘娟;杨铁军;司春丽;;认知无线电系统中频谱分配技术的研究及应用[J];山东通信技术;2011年01期
10 司帅;胡首都;;一种认知无线电网络频谱分配策略[J];通信技术;2011年04期
11 周良臣;;认知无线电体系结构分析[J];电讯技术;2010年03期
12 李校林;柳海涛;;基于超模博弈的认知无线电频谱分配算法[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2010年02期
13 何新平;刘军;;认知网络中基于图论着色模型的频谱分配算法的分析[J];民营科技;2009年04期
14 何新平;刘军;;认知网络中基于图论着色模型的频谱分配算法的分析[J];黑龙江科技信息;2009年18期
15 匡为君;张静;陈迎春;仵囯锋;;认知无线Mesh网络跨层设计研究[J];电信科学;2011年02期
16 滕志军;韩雪;杨旭;;认知无线电中基于博弈论的频谱分配算法[J];计算机应用研究;2011年07期
17 陈劼;李少谦;廖楚林;;认知无线电网络中基于需求的频谱资源分配算法研究[J];计算机应用;2008年09期
18 柳平;张敏;;基于用户等待时间的频谱分配改进算法[J];广东通信技术;2009年11期
19 文凯;傅小玲;付玲生;;认知无线电中基于时间差因子的频谱分配算法[J];计算机应用;2011年05期
20 吴琼;鲜永菊;徐昌彪;;认知网络中基于竞价模型的切换频谱分配[J];计算机工程;2011年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 赵滨;马锴;关新平;;区分信道的认知无线电网络频谱分配算法研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 董洁;陈岩;;认知无线电中的频谱感知技术[A];第二十届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2010年
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 张冰玉;郑宝玉;岳文静;;一种基于串行网络的协作频谱感知方案[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘婷婷;认知无线电中关键技术的研究[D];南京理工大学;2011年
2 朱平;认知无线电关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 刘玉涛;认知无线电中基于博弈相关理论的频谱分配算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 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
5 黄慧;认知无线电系统中的频谱接入优化控制与性能分析[D];浙江大学;2009年
6 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
7 潘峮;认知无线电系统关键技术研究[D];北京邮电大学;2011年
8 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
9 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
10 王晶;基于认知无线电系统频谱共享的干扰抑制技术研究[D];北京邮电大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张敏;基于图论的认知无线电网络频谱分配算法研究[D];汕头大学;2010年
2 张华晶;认知无线电中频谱分配算法的研究[D];北京交通大学;2011年
3 李鹏;基于博弈论的认知无线电频谱分配算法研究[D];北京邮电大学;2010年
4 吴天劲;认知无线电频谱分配策略研究[D];重庆大学;2010年
5 刘四喜;基于认知无线电网络的频谱检测技术研究[D];湖南大学;2010年
6 陈曦;认知无线电中的频谱感知算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 罗鹏;认知无线电系统中的协作频谱感知相关技术研究[D];北京邮电大学;2011年
8 黄继翔;认知无线电网络的频谱感知策略和频谱管理策略的联合设计研究[D];上海交通大学;2010年
9 吴伟;认知无线电网络中节能、安全的合作频谱感知技术研究[D];浙江大学;2011年
10 姜克勇;认知无线电中基于权值的频谱感知与分配方案研究[D];西安电子科技大学;2011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 本报记者 卢子月;管好频率 管好台站 管好秩序[N];通信产业报;2011年
5 ;WiMAX:技术领先部署积极[N];计算机世界;2008年
6 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
7 张虹;国际频谱政策新走向[N];人民邮电;2006年
8 朱振华;感知无线电:频谱共享更智能[N];通信产业报;2006年
9 本报记者 卢子月;无线似水 应需而动[N];通信产业报;2011年
10 Johna Till Johnson;频谱分配之舞:下一步怎么跳?[N];网络世界;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978