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感知无线电(CR)可以解决目前因频谱的固定分配政策导致的对无线频谱资源的不合理应用,提高了现有的频谱利用率。空闲频谱检测是感知无线电的核心技术之一,检测速度和检测可靠度是衡量空闲频谱检测性能的两个重要因素。本文从感知用户的检测可靠度和检测时间两方面来研究空闲频谱检测的改进算法。
目前基于可靠度的频谱检测方案主要针对集中式频谱检测,本文考虑在分布式频谱检测中提高单个用户的检测可靠度。基于已有文献的优点,以SNR作为可靠度,本文给出了一种新的基于信息共享的分布式频谱检测算法。在该算法中,感知网络中的感知用户共享本地检测的判决结果和可靠度,可靠度低的用户用比他可靠度高的用户的判决结果来更新自己的判决,这样可以改善低可靠度用户的检测性能。对于需要进行数据传输的两个感知用户,只要他们两个的判决结果都为不存在主用户就可以进行通信,这样便于快速建立连接。通过ROC曲线的仿真结果可以发现,检测性能有较好的改进。
为了减少协作空闲频谱检测的检测时间,本文给出了一种非固定样本数的链型协作频谱检测方案。在本地检测阶段,对能量检测进行优化,给出了一种非固定样本数的低复杂度能量检测算法,缩短了单个用户的检测时间。在融合阶段,给出了一种基于链型和AND准则的协作频谱检测算法;感知用户采用链型传输方案,即并不是让所有的感知用户都把自己的感知结果传给融合中心,而是传给他的邻居用户,并用AND准则实现最大化频谱利用率;若融合后得出主用户不存在的结论,则最终的结果由当前的感知用户传给融合中心,并停止传输,否则,则把融合信息传给下个邻居用户,直到判断出不存在主用户或者传输到了最后。通过仿真显示,在本地检测阶段,时间节省了43%左右;在融合中心处,当感知网络中用户数为40时,时间节省了50%以上,能量消耗节省了90%。