基于频谱检测的感知无线电信道的容量优化和感知持续时间分析

在感知无线电系统中，感知持续时间的设计对保证感知无线电用户的通信质量起着关键作用。首先，本文将交织型信道模型和干扰型信道模型结合在一起，引入开关的概念，形成了基于频谱检测的感知无线电信道的新模型，在考虑检测概率和虚警概率的情况下对信道容量进行了分析，导出了引入检测概率和虚警概率后的信道容量表达式。进一步，针对CPUP和CSIISIJ两种传输模式，分析了信道容量达到最大值的感知时隙持续时间的设计，建立了感知持续时间与信道容量的优化问题，给出了采用能量检测算法时，检测概率和虚警概率与感知持续时间的关系，以及信道容量和感知持续时间的关系。数据仿真验证了在新的感知无线电信道模型下，确实存在一个特定的感知持续时间使得信道容量达到最大；当采用协作检测时，感知持续时间越长，信道容量达到最大所需的协作感知用户数越少。