認(rèn)知無(wú)線電論文

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1、摘要在認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)主用戶的頻帶當(dāng)前沒(méi)有使用時(shí),副用戶允許利用主用八的頻帶。為了支持這種頻譜再利川的功能,副川戶需要感知無(wú)線電的頻率環(huán)境,并H—旦主川戶使用了這個(gè)頻段,副用八在一定的時(shí)間內(nèi)必須讓出該信道。因此,在認(rèn)知無(wú)線電中頻譜感知是很重要的。在頻譜感知中有兩個(gè)參數(shù):監(jiān)測(cè)概率和假報(bào)警概率。監(jiān)測(cè)概率越高,主用八受到的保護(hù)越好。而對(duì)丁?副用戶來(lái)說(shuō),假報(bào)警概率越低,可以再利用的空閑信道越多,因此副網(wǎng)絡(luò)可利用的吞吐量越高。這篇文章中,我們要學(xué)習(xí)當(dāng)主用戶充分的受到保護(hù)吋,怎樣確定感知時(shí)間使得副網(wǎng)絡(luò)獲得最人的吞葉童。我們

2、要粘確地計(jì)算出權(quán)衡感知吞葉童這個(gè)問(wèn)題,并且利用能量檢測(cè)來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題有一個(gè)故佳的檢測(cè)時(shí)間,它對(duì)以使得副網(wǎng)絡(luò)獲得授高的吞吐量。協(xié)同感知運(yùn)川多重小時(shí)隙,多重副川戶同樣學(xué)習(xí)使用了本文章中提出的方法。通過(guò)電腦仿其,我們知道對(duì)于一個(gè)6MHz的信道,當(dāng)幀長(zhǎng)度是100ms,且副用戶收到主用戶的信噪比是20dB,當(dāng)保持了90%的檢測(cè)概率時(shí),能獲得最高吞吐量的感知時(shí)間是14.2mso當(dāng)利用了分布式的頻譜感知時(shí),最佳感知時(shí)間會(huì)降低。關(guān)鍵詞認(rèn)知無(wú)線電,感知吞吐暈,頻譜復(fù)用,頻譜感知,吞吐暈最大值。1引言過(guò)去的I?年里,我們看到了無(wú)線服

3、務(wù)越來(lái)越流行。根據(jù)頻譜固定分配的方法,在很多國(guó)家,大部分可利用的頻譜都分配給了固定的設(shè)備。另一方面,頻譜再利用地方式緩解了固定頻譜分配所造成的沒(méi)有充分利用的問(wèn)題。事實(shí)上,在美國(guó),F(xiàn)CC目前的做法表明70%的固定頻段沒(méi)有利用。而且,其頻段占用的時(shí)間短至毫秒,長(zhǎng)則數(shù)小時(shí)。所以推動(dòng)了頻譜重復(fù)利用的思想,它允許當(dāng)主用戶或主網(wǎng)絡(luò)不使用其頻段時(shí),副用戶或者副網(wǎng)絡(luò)使用該頻段。頻譜再利用的核心技術(shù)是認(rèn)知無(wú)線電,它包括三部分:(1)頻譜感知階段:副用戶需要去感知并且檢測(cè)無(wú)線環(huán)境來(lái)檢測(cè)空白頻譜。(2)動(dòng)態(tài)頻譜管理:為了通信認(rèn)知無(wú)線電

4、網(wǎng)絡(luò)需要去選擇最佳的可利用頻段。(3)適用通信:認(rèn)知無(wú)線電設(shè)備要能夠辨別出它的傳輸參數(shù)(載頻,帶寬,傳輸功率等等),這可以更好的利用一直在變化的頻譜。2003年12刀,F(xiàn)CC發(fā)布了通知表明,認(rèn)知無(wú)線電對(duì)于設(shè)備的頻譜共享很有幫助。Z后,成立了IEEE802.22T:作組,為無(wú)線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(WRAN)設(shè)立標(biāo)準(zhǔn),它利用了電視廣播的VHF/UHF頻段。這樣做Z后,述需要對(duì)于主用戶來(lái)說(shuō)沒(méi)有有害干擾,因?yàn)樵赩HF/UHF頻段包括了電視用戶和FCC部分74個(gè)無(wú)線麥克風(fēng)。圖1說(shuō)明了WRAN系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),主用戶包括電視用戶和無(wú)線麥

5、克風(fēng),副用戶包扌舌WRAN基站(BS)和WRAN客戶前置設(shè)配(CPEs)WRAN體系對(duì)用農(nóng)村和城郊區(qū)域都提供無(wú)線帶寬,其半徑可達(dá)33千米。WRAN的使用是依靠接入了臨時(shí)沒(méi)有使用的電視頻段。當(dāng)主用戶沒(méi)有使用TV信道時(shí),對(duì)于WRAN體系來(lái)說(shuō)最基木的口標(biāo)就是最大限度的利用該頻譜。為了保護(hù)主用戶,當(dāng)主用戶需要使用時(shí),WRAN系統(tǒng)在一定時(shí)間內(nèi)(802.22小組規(guī)定的時(shí)間為2s)需要撤離該信道。所以對(duì)于認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)頻譜感知是很重要的。在802.22WRAN,MAC幀包拾一個(gè)感知時(shí)隙和一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)隙,這是的周期頻譜感知傳輸

6、可以實(shí)現(xiàn)。第一個(gè)要學(xué)習(xí)的問(wèn)題就是降低平均搜索時(shí)間,其主要對(duì)彖就是提高副用戶在短時(shí)間內(nèi)能夠找到至少一個(gè)可利用的空閑信道的機(jī)會(huì)。一旦找到這個(gè)最佳搜索時(shí)間,就要使Z最優(yōu)化,以獲得最高的吞吐量。圖1對(duì)IEEE802.22WRAN的發(fā)展描述:主用戶為TV接受者和無(wú)線麥克風(fēng)這篇文章的分布如下,第二部分描述了頻譜感知的一般模式及能屋檢測(cè)技術(shù)。檢測(cè)概率和假報(bào)警概率的關(guān)系在本部分也會(huì)講解。在第三部分,我們更學(xué)習(xí)感知吞吐量權(quán)衡問(wèn)題,并月?說(shuō)明利用能量檢測(cè)技術(shù)確定最佳感知時(shí)間。第四部分學(xué)習(xí)通過(guò)感知計(jì)劃,它依靠于能獲得時(shí)間多樣性的多重時(shí)

7、隙。第五部分學(xué)習(xí)對(duì)于多個(gè)副用戶的頻譜分配。第六部分學(xué)習(xí)性能評(píng)估和比較。最后在第七部分總結(jié)。2頻譜感知在這部分,我們先學(xué)習(xí)頻譜感知的一般模式,之后瀏覽能量檢測(cè)技術(shù)和分析檢測(cè)概率和假報(bào)警概率間的關(guān)系。A頻譜感知的一般模式假設(shè)我們現(xiàn)在感興趣的是頻帶是,載頻為./;,帶寬為W,接收信號(hào)的采樣頻率為人。當(dāng)主用戶活躍時(shí),在副用戶獲得的接受信號(hào)可以表示為y(n)=s(n)+u(n)(1)這是在/假設(shè)下的輸出,主用戶休眠時(shí),接收信號(hào)變?yōu)閥(n)=u(n)(2)這是在假設(shè)時(shí)的輸出,我們做以下假設(shè).(AS1)高斯噪聲u(n),是獨(dú)立

8、同分布,該隨機(jī)過(guò)程的均方為0,并且方差為E[”(講(AS2)原始信號(hào)s(n)是一個(gè)均方為零0,方差為E\s(n)f]=a;的隨機(jī)過(guò)程。(AS3)原始信號(hào)s(n)和噪聲u(n)相互獨(dú)立。2用表示在假設(shè)0情況下,第二接受者接受到的主用戶的信噪比(SNR),我們同時(shí)考慮高斯噪聲和CSCG噪聲。對(duì)于原始信號(hào)s(n),我們考慮4種可能:(1)BPSK調(diào)制信號(hào);(2)多進(jìn)制PSK調(diào)

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