認(rèn)知無線傳感網(wǎng)絡(luò)中分簇協(xié)作頻譜檢測硬融合算法研究

2.36萬字 49頁 原創(chuàng)作品，通過查重系統(tǒng)


摘 要
近幾年來，頻譜競爭越來越激烈，我們逐步進(jìn)入了名副其實(shí)的“無線電時(shí)代”，無線電技術(shù)（CR：Cognitive Radio）已然成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。我們現(xiàn)在的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)是由很多次級(jí)用戶接入，和主用戶共存在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)里，每一個(gè)次級(jí)用戶均可以發(fā)現(xiàn)空閑頻段，并使用該頻段。為了避免對主用戶的干擾，執(zhí)行準(zhǔn)確的頻譜感知成為了認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)。而和非協(xié)作頻譜感知算法相比，協(xié)作頻譜感知可以使認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)對主用戶進(jìn)行更為可靠地檢測，從而避免了對主用戶通信的干擾，而數(shù)據(jù)融合和分簇又是協(xié)作頻譜感知的關(guān)鍵技術(shù)。
論文首先介紹的是認(rèn)知無線電提出的背景和其中的關(guān)鍵技術(shù)，介紹了常用的單用戶檢測算法和優(yōu)缺點(diǎn)，其中重點(diǎn)介紹了能量檢測算法和它在各個(gè)信道下的檢測性能，隨后針對單用戶檢測存在種種局限，引入了多用戶協(xié)作頻譜檢測的概念。在協(xié)作頻譜檢測算法的介紹中，介紹了硬融合，軟融合算法及其檢測性能。隨后本文將認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜檢測技術(shù)應(yīng)用于頻譜檢測器的設(shè)計(jì)，主要研究了基于單用戶能量的頻譜檢測器的設(shè)計(jì)，隨后基于單用戶的能量檢測我們提出了協(xié)作頻譜感知。這里協(xié)作頻譜感知中我們主要討論硬融合算法，設(shè)計(jì)了一種基于分簇的硬融合算法。我們研究的主要內(nèi)容是：1.通過頻譜檢測方法，感知用戶通過感知信道檢測主用戶，獲得檢測統(tǒng)計(jì)量，并且根據(jù)性能要求，設(shè)計(jì)檢測器合適閾值，將檢測器統(tǒng)計(jì)量與閾值比較，判斷主用戶是否存在。2將此算法應(yīng)用到硬融合之中，比較單用戶和協(xié)作頻譜感知的性能。3.用聚類算法實(shí)現(xiàn)分簇技術(shù)，完成分簇協(xié)作頻譜檢測硬融合算法仿真并且比較分簇和不分簇之間頻譜感知性能。
仿真采用蒙特卡洛方法統(tǒng)計(jì)檢測器的接收性能，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的單個(gè)循環(huán)檢測器的設(shè)計(jì)，根據(jù)理論公式所推導(dǎo)的檢測概率與虛警概率的關(guān)系，分別編寫Matlab程序仿真出單用戶能量檢測和協(xié)作頻譜感知“AND”和“OR”的ROC性能曲線，并將兩種性能進(jìn)行比較，驗(yàn)證協(xié)作頻譜感知的性能優(yōu)于單用戶能量檢測器。最后同樣編寫Matlab程序仿真分簇協(xié)作頻譜檢測硬融合算法，并驗(yàn)證分簇性能優(yōu)于不分簇性能。


關(guān)鍵詞： 頻譜檢測；檢測概率；虛警概率；能量檢測；協(xié)作頻譜感知；數(shù)據(jù)融合；分簇