使次系统容量最大化的协作频谱感知性能分析及优化

针对认知无线电网络中SU数、检测门限、带宽、频谱利用率和次系统容量间关系的分析表明,一方面C-CSS不仅可降低虚警率、提高频谱利用率,还可利用较少的SU实现较高的次系统容量;另一方面在SU数一定且满足目标要求时,C-CSS与T-CSS实现最大次系统容量所要求的检测门限不同。提出协作频谱感知优化算法,利用NP准则通过直接对数学模型求解即可得到使次系统容量最大的SU数和相应检测门限。理论分析和仿真结果均表明,所提算法在保证目标检测率的前提下最大化了次系统容量。

优化的最佳中继协作频谱感知

在基于中继的协作频谱感知中,通过引入认知中继可有效提高协作频谱感知性能。为了节约系统开销,本文在前期取得研究成果的基础上,提出了一种基于删余的最佳中继协作频谱感知方案,只有当次用户检测到主用户信号且目标次用户的报告信道衰落严重时,才申请认知中继的协作传输;分别从检测性能和次系统可获得的容量角度对所提方案下的协作频谱感知性能进行了分析。分析和仿真结果表明,所提方案可以有效提高检测性能,当确保主用户受到足够保护时,利用所提方案可以获得更高的次系统容量。

复合衰落信道下C-CSS性能参数关系研究

以概率的形式推导了感知信道为复合衰落信道且报告信道存在衰落时C-CSS检测率和虚警率的表达式,设计使得次系统容量最大化的优化算法,并通过仿真说明复合衰落信道下的次系统容量与SU数、检测门限值、PU存在概率、报告错误概率及其他参数的关系。仿真结果表明,采用优化算法不仅可以抵抗复合衰落信道,实现利用较少的SU数实现较高的次系统容量,节约系统资源;还可以缓减复合衰落信道高误码率和PU存在概率低下对次系统容量的影响。

复合衰落信道下基于删余的多天线协作频谱感知

提出了一种基于删余的多天线协作频谱感知(C-MA-CSS),利用混合伽马分布推导了感知信道为复合衰落信道时C-MA-CSS的检测率、漏检率、虚警率和次系统容量的闭合表达式,并分析了它们与天线数的关系,给出了使次系统容量最大化的优化算法.仿真结果表明,相比非删余的CSS而言,一方面C-MA-CSS能够明显降低漏检率;另一方面,随着天线数的增多,次系统容量先增大后趋于平稳,采用优化算法可以在确保主用户受到足够保护的前提下,利用较少的天线数实现优化的次系统容量.