基于最小貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)的頻譜感知技術(shù)的研究.pdf

1、隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，頻譜資源日漸緊缺，如何在有限的頻譜資源條件下提高頻譜利用率成為亟待解決的問(wèn)題，認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)則提供了很好的解決途徑。頻譜感知技術(shù)是認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)。認(rèn)知用戶通過(guò)對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的頻譜感知來(lái)發(fā)現(xiàn)可機(jī)會(huì)使用的頻段，從而提高頻譜利用率，但又要避免對(duì)主用戶造成干擾。因此，頻譜感知技術(shù)的研究有著重要的意義。
　　 本文主要研究如何優(yōu)化頻譜感知技術(shù)的檢測(cè)性能，在研究分析中不再使用已有的評(píng)價(jià)系統(tǒng)檢測(cè)性能的標(biāo)

2、準(zhǔn)，而是引入一種能更好詮釋和評(píng)價(jià)系統(tǒng)檢測(cè)性能的標(biāo)準(zhǔn)，在此標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)不同的頻譜感知技術(shù)進(jìn)行了研究和優(yōu)化。關(guān)于合作頻譜感知技術(shù)，還提出了多步優(yōu)化的思想以及自適應(yīng)融合算法。
　　 文章首先簡(jiǎn)單介紹了現(xiàn)有的頻譜感知技術(shù)，然后分析了已有的評(píng)價(jià)系統(tǒng)檢測(cè)性能的標(biāo)準(zhǔn)，考慮到這些傳統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的不足，于是提出新的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，即貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)。基于此標(biāo)準(zhǔn)，提出以最小化貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)作為優(yōu)化系統(tǒng)檢測(cè)性能的準(zhǔn)則，并對(duì)所有參數(shù)設(shè)置作了相關(guān)分析與研究。
　　 其

3、次，在新評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下研究本地頻譜檢測(cè)的檢測(cè)性能，以能量檢測(cè)為模型，利用最小貝葉斯風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)則推導(dǎo)可獲得一個(gè)最佳判決門限，使系統(tǒng)的檢測(cè)性能達(dá)到最佳，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了該結(jié)論。由于本地頻譜檢測(cè)在陰影、多徑衰落和隱藏終端等無(wú)線環(huán)境中會(huì)出現(xiàn)較低的檢測(cè)性能，因此，提出采用基于數(shù)據(jù)融合的合作頻譜感知技術(shù)來(lái)改善系統(tǒng)的檢測(cè)性能，并對(duì)該頻譜感知技術(shù)的檢測(cè)性能進(jìn)行了深入研究。在相同概率(即所有認(rèn)知用戶的檢測(cè)概率和虛警概率是相同的)的多用戶合作頻譜感知中，考慮從本地

4、檢測(cè)系統(tǒng)和融合中心系統(tǒng)兩方面提高頻譜檢測(cè)性能，提出兩步優(yōu)化方案，給出了最佳決策和最佳判決門限的表達(dá)式；在不同概率(即所有認(rèn)知用戶的檢測(cè)概率和虛警概率是不同的)的多用戶合作頻譜感知中，依據(jù)多傳感器數(shù)據(jù)融合中的極小化貝葉斯融合準(zhǔn)則，推導(dǎo)出該系統(tǒng)的最優(yōu)融合準(zhǔn)則，即各認(rèn)知用戶本地檢測(cè)結(jié)果的加權(quán)之和的判決。將上述兩種優(yōu)化方案分別與其他傳統(tǒng)的融合準(zhǔn)則(如，AND準(zhǔn)則、OR準(zhǔn)則)作檢測(cè)性能的對(duì)比，驗(yàn)證了本文所提出的優(yōu)化方案是有效可行的。
　　

5、 最后，針對(duì)多用戶系統(tǒng)中可能會(huì)有存在不受信任用戶的情況，提出一種自適應(yīng)融合算法，將現(xiàn)有的融合準(zhǔn)則嵌入自適應(yīng)功能，可有效識(shí)別并剔除不受信任用戶，從而提高系統(tǒng)的檢測(cè)性能。對(duì)于檢測(cè)性能差的不受信任用戶，除剔除他們外，還可考慮通過(guò)其他用戶的協(xié)助來(lái)改善他們的檢測(cè)性能，比如基于中繼合作的合作頻譜感知。研究?jī)捎脩纛l譜感知，選用放大轉(zhuǎn)發(fā)作為中繼轉(zhuǎn)發(fā)模式，提出在傳統(tǒng)的合作機(jī)制上作適當(dāng)?shù)男薷模黾右粋€(gè)時(shí)隙進(jìn)行選擇性轉(zhuǎn)發(fā)，這樣可以擴(kuò)大中繼用戶的選擇范圍，同時(shí)