動態不確定性條件下的認知無線電關鍵技術研究

《動態不確定性條件下的認知無線電關鍵技術研究》是依託北京郵電大學，由張陸勇擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：動態不確定性條件下的認知無線電關鍵技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張陸勇
• 依託單位：北京郵電大學

項目摘要

認知無線電技術是一種有望緩解現有頻譜資源緊張局勢的新興無線通信技術。現有認知無線電基礎理論與關鍵技術研究主要基於一種簡化的準靜態信道模型，因而難以有效地應對實際套用中普遍存在的複雜動態時變特性與信息不確定性。本課題重點研究一種面向未來實際套用的動態時變性下的新型認知無線電系統架構。通過建立一種新穎的動態狀態空間模型，基於貝葉斯序貫檢測與隨機採樣理論實現了時變信道與授權用戶狀態的聯合實時估計；在此基礎上，深入研究動態時變特性下的自適應認識無線電感知調度機制；同時充分考慮了無線信道的動態時變特性，建立一種更為有效的約束最佳化模型，提出一種能應對動態時變特性的高效能認知系統資源分配與調度方案。本課題將建立一種更高層面的認知無線電系統架構，旨在解決該技術套用至複雜實際場景中的所面臨的諸多實現難題，對於推動認知無線電系統的實用化進程，將具有極其重要的理論與實踐意義。

結題摘要

課題組根據認知無線電研究的最新發展，開展了以下幾個方面的相關研究，研究內容及取得的成果介紹如下： 1） 設計了動態時變信道下頻譜檢測方案，通過建立一種新型的動態狀態空間模型對時變衰落信道下的頻譜感知問題進行有效建模。 2） 基於動態狀態空間模型，設計一種新穎的聯合頻譜感知算法。該算法利用接收端觀測信號，對時變信道增益與授權用戶狀態進行聯合估計。 3） 分析時變多徑信道下的實時信道估計與授權用戶狀態估計方案的可行性並評估其實際性能。 4） 對噪聲方差不確定和時頻雙選性衰落信道等多種複雜無線環境下的頻譜感知技術進行研究，基於隨機有限集提出了認知無線電頻譜感知的一個新的感知框架，即深度感知理論。 5） 研究了OFDM系統的動態時變信道，提出一種新型的最佳化算法。 6） 提供了一種時空兩維的信道頻譜接入方法，對頻譜資源進行最佳化分配。 7） 提出了一種新環境下的感知策略，該策略能夠在時變多路徑平變信道中實現對信號的盲感知。利用兩種不同的隱性Markov模型來抽象主用戶狀態和時變多路徑的平變通道增益並進行實際感知。 8） 提出了時變信道下頻譜感知問題的動態狀態空間模型（DSM）。主用戶（PU）狀態和衰落信道被表征為隱藏狀態。在此基礎上，提出了一種新的實時估計PU狀態和衰落信道增益的方法。 9） 針對信道衰減係數隨著時間變化這一問題，本項目組在研究過程中提出了一種新的分散式套用頻譜感知算法。 10）提出了一種新的認知無線電網路架構（CRN），用於時變平坦衰落（TVFF）信道中的動態頻譜共享。