認知無線感測網路關鍵技術研究

《認知無線感測網路關鍵技術研究》是依託東南大學，由胡靜擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：認知無線感測網路關鍵技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：胡靜
• 依託單位：東南大學

中文摘要

本項目擬深入研究認知無線感測網路中的關鍵技術，通過對分簇協作頻譜模糊感知、動態頻譜接入、中繼選擇機制以及干擾分析等方面的研究，爭取在認知無線感測網路相關理論和關鍵技術方面獲得創新。具體研究內容及目標為：運用模糊數學理論，研究基於模糊數學的分簇協作頻譜感知算法，實現頻譜資源的智慧型檢測；基於網路連通性，設計靈活的頻譜混合接入策略和動態頻譜接入的最優調度方案；設計中繼選擇機制，以實現吞吐量最大化下的最優中繼選擇；採用隨機幾何方法，建立干擾機率分布模型，實現多種接入方案下的干擾及參數分析。本申請將通過深入的理論分析、計算機仿真並輔之必要的實驗，驗證所提算法的合理性，為將來套用於實際無線通信系統奠定基礎。

結題摘要

本課題將認知無線電與無線感測器網路兩種技術相互融合，將二者優勢充分互補，在此前提下對基於模糊數學的分簇協作頻譜感知算法、基於網路連通性的動態頻譜混合接入策略、中繼選擇機制最佳化算法和認知無線感測網路的干擾分析四個方面作深入的理論研究。對於“基於模糊數學的分簇協作頻譜感知算法”這一內容，首先推導出了在不同SNR下以閉合形式導出一組最優感知持續時長的近似公式，並研究了軟判決協作頻譜感知的最優判決門限，接著研究了認知無線電網路頻譜感知性能和頻譜利用率的折中問題，以及多用戶協作感知場景下的性能折中問題。還提出了一種雙台階信用度閾值策略來剔除協作頻譜感知中的惡意用戶，最後研究了一種穩健的協作頻譜感知策略來對抗機率SSDF攻擊。對於“基於網路連通性的動態頻譜混合接入策略”這一內容，首先對帶有多重Nakagami信道的認知網路中佇列容量有限下的性能分析與最優接入策略進行設計。在其基礎上，我們接著研究了多信道認知網路中多個跨層因素下的頻譜接入策略，然後我們研究了認知網路中分級從用戶的目標信道序列選擇問題。更進一步的，我們對認知感測網中的節點密度自適應頻譜接入策略進行了分析。最後，我們在前面的基礎上，對空域和時域都進行了考慮，研究了多信道移動認知網路中的空時頻譜接入策略。對於“中繼選擇機制最佳化算法”這一內容的研究，首先對基於大規模MIMO的中繼傳輸系統功率分配方案進行了研究，其次對無線通信中存在多個竊聽者的中繼選擇的截取機率進行分析。並對人工噪聲輔助雙向機會中繼選擇的安全性與可靠性進行權衡和分析。 對於“認知無線感測網路的干擾分析”這一內容，首先研究了基於正交頻分多址接入（OFDMA）的認知網路模型中的資源分配問題，其次研究了基於OFDMA的認知無線網路中的移動從用戶模型，並提出了一種包含功率增強步驟的功率分配算法。最後提出了一種基於分段近似凸分解的感知時長和資源分配的聯合最佳化方法。