目录
摘要................................................................................................................. I Abstract .............................................................................................................. I I
第1章绪论 (1)
1.1课题背景及研究的目的和意义 (1)
1.2认知无线电技术及国内外研究现状 (2)
1.3频谱感知技术及国内外研究现状 (5)
1.4主要研究内容及论文结构 (8)
第2章单节点频谱感知 (9)
2.1引言 (9)
2.2匹配滤波器检测法 (9)
2.3循环平稳特征检测法原理 (11)
2.4能量检测法原理 (18)
2.4.1噪声平均功率恒定 (18)
2.4.2噪声平均功率波动 (23)
2.4.3双门限能量检测 (26)
2.4.4推广型的能量检测 (31)
2.5单点频谱感知算法的比较 (34)
2.6本章小结 (34)
第3章多节点协作频谱感知的融合算法 (35)
3.1引言 (35)
3.2硬判决数据融合方案 (35)
3.3基于双门限能量检测的协作频谱感知 (38)
3.4改进的两步协作感知 (41)
3.5本章小结 (44)
第4章基于簇和两步协作感知算法 (46)
4.1引言 (46)
4.2基于“簇”的感知模型 (46)
IV
4.3优化算法体系结构 (49)
4.3.1簇内感知算法 (49)
4.3.2簇间感知算法 (50)
4.4仿真结果和分析 (51)
4.5本章小结 (54)
结论 (55)
参考文献 (56)
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 (63)
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限 (64)
致谢 (65)
V
第1章绪论
1.1课题背景及研究的目的和意义
目前频谱资源的需求越来越强烈，数据传输速率的要求也越来越高，该现象导致频谱资源面临短缺的危险，主要原因是全球范围的无线通信前进浪潮[1]和快速扩张的无线服务消费者群体。目前，每个国家或地区对其范围内的频谱资源有固定的分配，这意味着当某段频段一旦被分配出去，该频段不会再被重新分配出去做其它用途。这种不科学的分配方法会产生对通信产业发展的约束，即可以分配的频谱资源逐渐变少，产生无线通讯的频谱资源日益紧张的现象。
2003年，在美国，针对当地的频谱利用资源的情况，联邦通信委员会（FCC）对于这种情况进行了详尽的研究，通过研究得到了这种情况的分析是，对于频段的利用资源的情况为15%到85%之间的情形是，被其他的用途的频段所利用了，在这些被利用的频谱资源中其中有大概的30%，是3G以下的频谱[2]。
中国移动也做了类似的研究，研究报告指出，通常情况下，中国的主体频段的使用率仅仅为5%。根据研究报告得出，频谱资源本身的稀少不是导致频谱资源的匮乏的主要原因，资源匮乏的主要原因是由于频谱的分配原则的固定性[3]。
以美国的研究报告为例，在0-6GHz的频谱资源中，中低频段以很高的利用频率下被利用，但频段中的高频部分的使用率不是很高。FCC利用“频谱空洞”来对类似该非使用状态下的频段范围进行定义，“频谱空洞”也可以理解为对于已经被分配出去的频段，保持频段空闲的一些时候，也就是说在这些时候授权用户没有占用此时的评断。
在实际对于总的来说，在美国FCC认为，可以采用那些平时没有得到充分利用的频谱作为认知用户利用的频段，这时由于上面提到的资源的利用率低还有通信的固定的传输的特性来决定的[4]，但条件是不能够对授权用户产生干扰，并且当授权用户进入频谱时，认知用户须要第一时间退出该频段。基于此，美国电气电子工程师学会（IEEE）立即组成一个工作组（IEEE 802.22），针对非授权用户接入频段的相关问题，通过并且完成了解这些问题的文件。
在利用频段的问题行，不得不考虑存在对于拥有第一权利利用频谱的用户的干扰的相关的困难，这些困难，吸引了许多国内外专家和机构的研究关注，其中包括802.22标准委员会。认知无线电技术之所以受到人们越来越多的重视，主要是该技术是一种可以高效使用频段资源的现代化通信的新的研究方向，并且对剩余频谱资源的有效利用起到很重要的作用。认知无线电技术应运而生，用来解决上述的问题和困难，认知无线电核心思想十分好理解：假如能够保证授权用户
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