认知无线电中基于阵列天线和协方差矩阵的频谱感知算法研究

【摘要】频谱感知技术是认知无线电技术的关键技术之一。本文主要针对频谱感知问题开展了深入的研究。提出了一种基于阵列天线和协方差矩阵的频谱感知算法，该算法不需要了解主用户信号和噪声信号的先验信息，是一种盲频谱感知算法，并且该算法不受噪声不确定性的不良影响。本文在协方差矩阵的基础上，构建新的检测统计量，并将该检测统计量与判决门限作比较，进而做出频谱感知判决。此外，论文还给出判决门限计算公式的推导过程。与传统协方差矩阵频谱感知算法相比，本文提出的协方差矩阵频谱感知算法的判决门限计算方法更加准确。因此，与传统协方差矩阵频谱感知算法相比，本文提出的协方差矩阵频谱感知算法具有更好的频谱感知性能。在主用户信号到达方向与认知用户接收天线法线方向不一致时，主用户信号不能被认知用户全部接收，因而，认知用户接收到信号的信噪比将减小。为了解决这一问题，本文将阵列天线应用于本文提出的协方差矩阵频谱感知算法中，提出基于阵列天线和协方差矩阵的频谱感知算法。采用阵列天线，可以使认知用户接收全部主用户信号信息，提高接收信号信噪比，进而提高频谱感知算法性能。通过MATLAB仿真工具，对基于阵列天线和协方差矩阵的频谱感知算法性能进行了计算机仿真，仿真结果验证该算法的可行性。仿真实验主要比较了单天线协方差矩阵频谱感知算法和阵列天线频谱感知算法的频谱感知性能，还对本文提出的协方差矩阵频谱感知算法和传统协方差矩阵频谱感知算法的频谱感知性能进行比较。最后，论文还比较了本论文提出的协方差矩阵频谱感知算法和传统协方差矩阵频谱感知算法判决门限的准确度。仿真结果表明，阵列天线频谱感知算法的频谱感知性能优于单天线频谱感知算法；本文提出的协方差矩阵频谱感知算法的检测性能优于传统的协方差矩阵频谱感知算法。
【作者】李晓燕；
【导师】赵晓晖；
【作者基本信息】吉林大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】认知无线电；频谱感知；阵列天线；协方差矩阵；

【参考文献】
[1]吴建辉,章兢,刘朝华.基于改进粒子群优化算法的离散混沌系统神经滑模控制[J].控制与决策,2013,07:1094-1098.
[2]李黎.航海专门用途英语教学设计研究[D].西南大学,教育学原理,2012,硕士.
[3]刘国中.电力企业管理信息系统软件流程优化设计方法及应用[D].华北电力大学（北京）,电力系统及其自动化,2004,硕士.
[4]周欢.民族歌剧演唱风格探析[D].西安音乐学院,声乐教学与演唱,2014,硕士.
[5]戴任知.长沙城市绿地人工桂花林小气候特征研究[D].中南林业科技大学,园林植物与观赏园艺,2013,硕士.
[6]武鑫.台州模式造船业供产销法律问题研究[D].浙江大学,国际法学,2012,硕士.
[7]杨洋.酪蛋白-CMC-明胶体系的稳定性分析研究[D].北京林业大学,农产品加工及贮藏工程,2013,硕士.
[8]李珊珊.山东省民办高职院校师资队伍建设面临的困境与改革的措施[D].山东师范大学,教育经济与管理,2013,硕士.
[9]刘鹏.基于分形理论的内斜行星齿轮表面形貌及其刚度模型研究[D].合肥工业大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[10]马冰琼.壮泰语派生构词法的对比及教学对策研究[D].广西民族大学,亚非语言文学,2013,硕士.
[11]朱克维.广州市小虎岛化工区应急监测系统工程项目管理及评价[D].西安建筑科技大学,项目管理,2013,硕士.
[12]秦海.商业建筑节能改造应用合同能源管理机制研究[D].北京交通大学,2010.
[13]杨小毛.基于聚类算法的网络入侵检测研究[D].湖南大学,计算机科学与技术,2010,硕士.
[14]奚丹慧.我国汽车保险业务问题研究[D].河北经贸大学,金融学,2012,硕士.
[15]贺学文.沈佺期的创作心态研究[D].山西师范大学,中国古代文学,2013,硕士.
[16]叶云鹏.应用肾气丸加减方治疗肾虚型不孕症的文献研究[D].浙江中医药大学,中医临床基础,2013,硕士.
[17]王邦旭.蒸汽透平运行状态监测与故障诊断研究[D].大连理工大学,化学工程（专业学位）,2012,硕士.
[18]方小兵.SIP1在增生性瘢痕形成中的作用及机制研究[D].第四军医大学,外科学（专业学位）,2014,硕士.
[19]刘丹丹.电力变压器金属结构件涡流损耗和温度场分析[D].哈尔滨理工大学,高电压与绝缘技术,2012,硕士.
[20]严玉金.黄体酮减轻大鼠蛛网膜下腔出血后早期脑损伤[D].浙江大学,外科学,2013,硕士.
[21]张国扬.异型钢管混凝土拱桥静动力计算分析研究[D].吉林大学,道路与铁道工程,2013,硕士.
[22]李思任.混合等离激元微腔共振特性及感应透明研究[D].哈尔滨工业大学,光学,2014,硕士.
[23]刘冬梅.基于黄金分割的人工植物算法研究[D].太原科技大学,模式识别与智能系统,2013,硕士.
[24]刘敏.不同硒源对滩羊生长发育及表观消化率影响的研究[D].宁夏大学,动物营养与饲料科学,2014,硕士.
[25]王慧娟.基于AP聚类算法的结构健康状态监测技术研究[D].长安大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[26]高强,冯钰锜.磁性微纳米材料的功能化及其在食物样品前处理中的应用进展[J].色谱,2014,10:1043-1051.
[27]卢俊坤.BFRP筋海砂混凝土梁受弯性能试验研究[D].广东工业大学,结构工程,2014,硕士.
[28]刘仁杰.伊维菌素、双羟萘酸噻嘧啶咀嚼片在犬的药动学及药效学研究[D].扬州大学,基础兽医学,2011,硕士.
[29]孙力优.《青年时报》牛通社2012年新闻报道分析报告[D].浙江大学,新闻与传播,2013,硕士.
[30]雷博,范九伦.广义模糊熵阈值法中基于粒子群优化的参数选取[J].控制与决策,2009,03:446-450.
[31]赵超.不同蛋鸡品种、饲养方式、补料种类对鸡蛋品质影响的研究[D].河北农业大学,动物营养与饲料科学,2004,硕士.
[32]石诚.“观察者模式框架”研究及其在量化投资中的应用[D].首都经济贸易大学,管理科学与工程,2014,硕士.
[33]张杰.手部康复治疗机械手的设计与研究[D].沈阳理工大学,机械制造及其自动化,2012,硕士.
[34]秦元璇,何万民.首钢计算机应用的三项成果鉴定会已于4月召开[J].冶金自动化,1983,04:2.
[35]刘炳章,丁同才.小子样验证高可靠性的可靠性评估方法及其应用[J].质量与可靠性.2004(01)
[36]刘国强.基于SCADA系统的水厂自动化设计与研究[D].南昌大学,电力电子与电力传动,2014,硕士.
[37]苗慧慧.旅行社员工工作满意度的区域差异研究[D].华中师范大学,旅游管理,2014,硕士.
[38]张鹏程.移动警务系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[39]李渊.基于Ad Hoc网络的跨层移动IPv6切换技术的研究[D].杭州电子科技大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[40]陈苇.从翻译适应选择论看沙译《水浒传》绰号的翻译[D].广西师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[41]王娟.论曾繁仁生态美学观[D].安徽大学,文艺学,2013,硕士.
[42]支瑞聪.基于谱图理论的人脸表情识别算法研究[D].北京交通大学,2010.
[43]刘善文.基于晶体光学特性的测试方法及应用研究[D].山东大学,测试计量技术及仪器,2013,硕士.
[44]高晓蒙.公平责任的定性与适用[D].首都经济贸易大学,民商法学,2013,硕士.
[45]刘飞燕.论模糊语言在新闻报道中的运用[D].广西大学,新闻学,2004,硕士.
[46]李宝山.失地农民状况及社会保障问题研究[D].西北师范大学,社会学,2013,硕士.
[47]贺仲金.仿生功能性纳米通道分子模拟设计[D].华南理工大学,2014.
[48]邢淑华.1921至1949年中共党员成分演变及启示[D].曲阜师范大学,中共党史,2013,硕士.
[49]徐蕾.村上春树与《奇鸟行状录》[D].哈尔滨理工大学,日语语言文学,2012,硕士.
[50]宋靖.论我国劳动权保障公益诉讼制度的构建[D].华东政法学院,法律,2004,硕士.