无线认知传感器网络中的频谱感知技术研究

【摘要】现有的无线传感器网络大多工作在无需授权的ISM频段(工业科学医学频段,如常用的2.4GHz等频段),而各种新兴的无线通信技术的迅速发展使这些公用频段(如WIFI、蓝牙、Wimax、Zigbee等)变得日益拥挤,ISM频段的各种无线技术之间的干扰日趋严重。此外,在传统的无线传感网中,频谱利用模式为固定且静态的,效率很低,无法有效利用动态变化的频谱资源。基于以上原因,已有专家和学者引入认知无线电技术,改造传统的无线传感器网络,使传感器节点可以感知频谱环境,检测主用户,使用闲置频谱,成为具备动态频谱利用能力的无线认知传感器网络。本文首先系统总结了现有的频谱感知算法,现有的频谱感知机制有匹配滤波器检测机制、能量检测机制、以及循环平稳特征检测机制等等。而后总结了现有的认知传感网的网络架构,主要包括自组织网络、分簇式网络和异构分层式网络等多种网络架构。而在现有网络架构下的频谱感知机制在降低能耗、优化协同感知以减少网络开销、针对微弱信号的频谱检测能力较低等方面,还有很大的提升空间。基于对以上问题的考虑,本文在分析现有网络架构的基础上,设计了一种新的具有检测中心的分簇式网络架构,提出了一种节能的混合协同频谱检测方案,其中包括能量检测技术和基于特征值检测的协同频谱感知技术。所有的认知传感器节点都配备了简单的能量探测器,检测中心还额外配备了基于特征值的探测器等,可以进行高级运算。仿真结果表明,同基于双门限能量检测和循环平稳检测的混合感知方案进行对比,本文提出的方案提高了感知的效率和可靠性及能量利用效率,降低了算法复杂度,并且有着更强的适应性,使全网的生存时间有了明显的提高。
【作者】单思洋；
【导师】沈重；
【作者基本信息】海南大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】无线认知传感器网络；频谱感知；节能；特征值；

【参考文献】
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