基于馬爾科夫鏈的感知無線電信道容量和性能研究.pdf

1、隨著無線通信業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，所需要的無線頻譜資源越來越多，頻譜資源越來越貧乏。為了提高授權(quán)頻段的利用率，這迫使我們必須尋找新的技術(shù)來提高頻譜利用率，感知無線電正是在這種背景下產(chǎn)生的，它能夠自動檢測周圍的環(huán)境情況，在不對授權(quán)用戶造成干擾的情況下利用頻譜空洞進(jìn)行通信。
　　 針對感知無線電信道的動態(tài)特性，本文首先給出基于馬爾科夫鏈的襯墊式頻譜共享方案下的感知無線電系統(tǒng)模型，在此模型中考慮了頻譜檢測錯誤。在此基礎(chǔ)上給出了系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

2、，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖得到系統(tǒng)每個狀態(tài)的方程，通過求解狀態(tài)方程導(dǎo)出了感知用戶A和B的容量表達(dá)式。然后，為了保護(hù)主用戶給出了保護(hù)條件，在保護(hù)條件的限制下通過推導(dǎo)得出了感知用戶A和B的最優(yōu)接入概率表達(dá)式。進(jìn)一步，分析了虛警概率和漏檢概率對感知用戶的容量造成的影響。仿真結(jié)果表明，隨著感知用戶檢測錯誤概率不斷增加，感知用戶的容量不斷降低；而感知用戶的最優(yōu)接入概率保證了感知用戶A和B接入頻譜進(jìn)行通信的效率性和公平性。
　　 在感知無線電系統(tǒng)

3、中，頻譜檢測錯誤將會引起感知用戶和主用戶之間的沖突，對主用戶的通信造成干擾。本文使用馬爾科夫鏈對系統(tǒng)進(jìn)行建模，使用狀態(tài)圖的方法來分析頻譜檢測錯誤造成的影響。在充分考慮頻譜檢測錯誤和隨機(jī)的信道搜索順序的基礎(chǔ)上，給出了兩種沖突解決方案下的系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，并使用主用戶中斷概率作為性能指標(biāo)導(dǎo)出了感知用戶對主用戶造成的干擾的估計(jì)。仿真結(jié)果表明，隨著感知用戶檢測概率不斷增加(感知用戶檢測性能趨于精確)，則主用戶中斷概率不斷降低，仿真結(jié)果和理論分析結(jié)