认知无线电协作频谱感知算法的研究

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随着纯语音通信到无线多媒体应用的转变,对数据传输速率的要求越来越高。考虑到频谱资源的有限性,现有的固定频谱分配方案已不能满足与日俱增的高速数据传输设备的需求,认知无线电技术能利用暂时空闲的授权频段,是解决频谱资源稀缺最有效的技术之一。认知无线电最重要的组成部分是频谱感知,协作频谱感知能有效避免单用户感知过程中受阴影效应和初级用户位置不确定性的影响,可以更加稳定可靠地提供感知信息。协作感知网络中感知用户较多,并不是在所有节点都参与协作时所取得的感知性能最好。对于某些感知能力特别差的感知节点,其感知结果并不可靠,所以不需要这些节点参与协作。同时感知过程中也并不需要感知所有的信道数,只需根据系统的业务需求量来确定感知的信道数,因此,存在最优的感知节点和信道集合的问题。为了减少感知能力特别差的节点参加感知和降低感知过程中能量的消耗,本文主要研究了优化感知节点数和信道数的协作频谱感知方法。该方法通过计算每个感知节点的信任度来确定参加协作感知节点的选择范围;根据认知用户的业务需求量的大小,推导出信道数的选择范围;在满足系统感知要求的基础上,合理地选择参加的感知用户数和信道数,实现降低感知过程中感知开销的目的。同时,随着授权信道的占用率以及系统自身业务需求的变化,能够动态地改变优化的感知节点数及信道数。仿真结果表明:该方法在一定范围内,通过选择优化的节点数和信道数,使得系统的感知开销最小化,达到高效节能的目的,优于传统协作频谱感知方法。
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