协作频谱感知节能方法的研究

作     者：赵三文 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵林靖

授予年度：2017年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：认知无线电 协作频谱感知 节能 减少冗余上传信息 公平 通用软件无线电外设 

摘      要：协作频谱感知通过利用多个用户协同检测克服了单用户检测时易受环境影响的缺陷。但是,协作频谱感知增加了参与感知的用户数和感知信息交互过程,成倍提高了协作频谱感知中的能量开销。为了解决能耗过多的问题,本文重点研究了认知用户上传信息算法和认知用户选择算法。首先,本文介绍了认知无线电的基本概念、绿色通信现状和基本的融合准则。然后,针对认知用户向数据融合中心上传感知结果过于频繁的问题,提出了减少冗余上传信息的节能算法。该方法利用认知用户的历史感知结果和相邻时隙间感知结果的相关性,当相邻时隙具有相同的感知结果时,认知用户只需向数据融合中心上传最先出现的感知结果,其他感知结果不用上传,通过仿真证明了该方法确实可以有效减少能量开销。接着,针对认知用户选择问题,提出了具有公平性的协作频谱感知算法。该方法通过动态调整认知用户参与感知的权重使每个认知用户参与感知的概率趋近于其数据发送需求的概率,仿真结果表明该方法不仅可以保证认知用户参与感知的公平性还能最小化系统能量开销。最后,为了进一步验证所提方法的正确性与可靠性,搭建了LINUX+GNU Radio和通用软件无线电外设（Universal Soft Radio Peripheral,USRP）的实验平台。实测数据表明,本文提出的两种算法确实能够减少能量开销并提高用户选择公平性。