基于信噪比阈值的协作频谱感知算法的研究

【摘要】随着无线通信技术取得的巨大发展,无线业务对无线频谱资源的需求也相应增长,导致无线频谱资源变的相对紧张,其次已被分配频谱的使用效率也并不高,因此如何提高频谱使用效率已成为热点研究课题。认知无线电(CR,CognitiveRadio)技术有望解决这一问题。频谱检测是认知无线电技术中防止对授权用户干扰和通过发现可用频率资源提高频谱利用率的关键技术。然而频谱检测在实际场景中的性能常常被多径衰落、阴影效应和接收机的不确定性问题所制约。为了减少这些问题的影响,协作频谱检测方法被提出提高检测性能。本文首先阐述了认知无线电中的频谱感知技术的基本原理。并以能量检测作为本地检测方法,仿真说明感知节点接收信号的信噪比对不同协作检测方法的性能影响。考虑不同节点所处的位置不同,传输信道独立且各异,提出了基于信噪比阈值的协作频谱感知优化算法。论文的主要工作有：1.在传统硬判决协作感知技术的基础上,仿真说明信噪比环境差的情况下对协作频谱感知的性能影响。假设各感知节点的平均接收信噪比随机分布的情况下,重点针对基于节点信任度的协作感知算法进行优化,从主次用户的信道环境考虑,给出了节点信任度的评价参数,并针对评价参数设定了一个信任度标准化函数。对优化算法进行仿真的结果说明了不同SNR环境下改进的算法会根据信道环境改变参与协作的节点数目。所以当相同数目的节点进行协作检测时,改进后的算法系统虚警概率相对较小,同时也降低控制带宽的占用率。2.为了对复杂多变的无线环境进行区分,减小系统检测所花时间。在基于感知节点信任度的加权算法的基础上引入信噪比判定阂值这一参数,针对不同的SNR环境而采用不同的融合准则。同时对新的算法进行流程分析,并对其虚警概率和检测概率进行分析仿真。其中最优信噪比判定阈值的选取需要通过对不同阈值下系统检测概率分析比较,选取检测效果最好的阈值为最优值。
【作者】刘祥；
【导师】朱军；
【作者基本信息】安徽大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】认知无线电(CR)；协作频谱感知；信噪比(SNR)；虚警概率；检测概率；节点信任度；

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