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随着无线通信技术的飞速发展,频谱资源变得越发紧张。在当前无线频谱固定分配的管理框架下,大部分频谱资源处于低利用率的状态。认知无线电(Cognitive Radio)能够动态的利用时间和空间上暂时空闲的无线频谱资源,为新的无线应用提供工作频段,从而缓解上述矛盾。IEEE802.22系统(WRAN)是第一个世界范围的基于认知无线电技术的应用系统,频谱检测(频谱感知)技术是实现认知无线电应用的前提,同是也是802.22系统中的关键技术。
本文首先分析总结了现有的频谱检测技术,包括发射源检测,基于干扰温度的检测及协同检测,比较各检测技术之间的区别和存在的不足。其次讨论了802.22系统的共存问题,并针对感知机制中的感知开销和对授权用户的干扰问题,通过授权用户行为的建模对两段式感知机制下的检测周期进行了优化。检测周期太大,可能造成对授权用户的干扰;检测周期太小,又会造成感知开销较大。同时虚警概率大,也会造成感知开销较大,减少信道接入机会。本文的优化算法综合考虑对授权用户的干扰和感知开销问题,降低了检测代价:同时为了满足不同的系统需求,定义权值因子λ1和λ2对感知代价进行权衡。
仿真结果表明,本文的优化算法优于现有的固定检测周期的算法,可以得到较小的检测代价:同时通过灵活调节权值因子,可以满足系统对干扰率或信道利用率的需求。