基于感知信息量化的判决融合算法研究

作     者：陈亚琨 

作者单位：郑州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：穆晓敏

授予年度：2013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 判决融合 2bit量化 双门限检测 

摘      要：随着无线通信领域的飞速发展,通信系统对无线频谱资源的需求不断增加,导致无线频谱资源越来越紧张,可用频谱资源的缺乏已经成为无线通信发展的最大瓶颈之一。认知无线电作为一种有效提高频谱使用效率的智能无线电技术,能够解决制约无线通信技术发展的难题,成为当前无线通信领域的研究热点。 频谱感知是认知无线电的核心技术,是实现其它技术的前提。本文从如何较好地实现频谱感知性能的同时尽可能降低感知所需传输开销的目标出发,在协作频谱感知的模型上提出了基于2bit量化的判决融合算法和改进的双门限判决融合算法,论文主要内容如下： 1.首先阐述了协作频谱感知技术的研究意义和理论基础,重点研究了协作感知中的判决融合算法,针对目前常用的硬判决和软判决融合算法各自存在的问题和缺点,提出了基于感知信息量化的判决融合算法。 2.提出了一种基于2bit量化的判决融合算法,将本地检测的能量值量化为2bit后发送至融合中心判决。经过理论分析和仿真实验研究了协作感知过程中的各种参数对于该算法感知性能的影响,并将2bit量化模型与硬判决和软判决的检测性能进行比较,仿真证明基于2bit量化的判决融合算法结合了软判决和硬判决的优势,实现了频谱利用率与传输开销较好的权衡。 3.提出了一种改进的双门限判决融合算法,将2bit量化模型引入传统双门限模型中,对于本地检测的能量值落入双门限的情况进行2bit量化判决。通过理论推导和计算机仿真实现证明利用改进的双门限判决融合算法有效改善了传统双门限模型感知性能不高的缺点,较大程度地提高了认知无线电中认知用户的协作感知性能,从而有效提高频谱的利用效率。