Разработка и исследование алгоритмов обнаружения сигналов в когнитивных радиосетях

• Автор: Стоянов, Дмитрий Драганович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЗАДАЧИ МОНИТОРИНГА СПЕКТРА В КОГНИТИВНЫХ РАДИОСЕТЯХ

1.1. Анализ актуальных задач когнитивного радио

и перспектив его внедрения в России

1.2. Особенности мониторинга спектра в когнитивном радио

1.3. Модель наблюдаемых данных на основе дискретного преобразования Фурье

1.4. Статистические характеристики используемой модели шума

в частотной области

1.5. Исследование алгоритмов мониторинга радиоспектра в широком диапазоне частот

1.5.1. Мониторинг спектра на основе параметрических алгоритмов
1.5.2. Мониторинг спектра на основе непараметрических алгоритмов
1.5.3. Непараметрический алгоритм на основе знако-рангового критерия Вилкоксона
1.6. Методы оценки интенсивности шума
1.7. Выводы по главе
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА НЕПАРАМЕТРИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА ОБНАРУЖЕНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ
2.1. Модификация знако-рангового критерия Вилкоксона
2.2. Алгоритм обнаружения сигналов на основе модифицированного критерия Вилкоксона
2.3. Разработка методики получения эмпирической характеристики обнаружения
2.4. Исследование алгоритма обнаружения

2.5. Определение минимальной ширины полосы
обнаруживаемого сигнала
2.6. Выводы по главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМА ОБНАРУЖЕНИЯ РАДИОСИГНАЛОВ ПРИ МОНИТОРИНГЕ СПЕКТРА
В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ
3.1. Разработка комбинированного алгоритма для обнаружения радиосигналов априорно неопределенной формы в широком диапазоне частот
3.2. Анализ эффективности алгоритма на примере сигналов
с цифровыми видами модуляции
3.3. Анализ точности определения полосы, занимаемой обнаруженными радиосигналами, и методика ее оценки
3.4. Исследование алгоритмов обнаружения на реальных сигналах.
3.5. Разработка программно-аппаратного комплекса и практическая реализация алгоритмов обнаружения
3.6. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТ ОСНОВНЫХ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СТАНДАРТОВ РАДИОСВЯЗИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АО - алгоритм обнаружения
АОЭ - асимптотическая относительная эффективность АЦП - аналого-цифровой преобразователь АЧХ - амплитудно-частотная характеристика ГКРЧ - государственная комиссия по радиочастотам ДПФ - дискретное преобразование Фурье КР - когнитивное радио МС - мониторинг спектра
МСЭ-R - международный союз электросвязи. Сектор радиосвязи
ОСШ - отношение сигнал/шум
ПАК - программно-аппаратный комплекс
ПК - персональный компьютер
ПЛИС - программируемая логическая интегральная схема ПОР - программно определяемое радио ПРВ - плотность распределения вероятности РК - радиоконтроль
СКО - среднеквадратическое отклонение ЦОС - цифровая обработка сигналов
CDMA - Code Division Multiple Access
COFDM - Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing
GMSK - Gaussian Minimum Shift Keying
GSM - Global System for Mobile Communications
IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
QPSK - Quadrature phase shift keying
SDR - Software defined radio
UMTS - Universal Mobile Telecommunications System

Рис. 1.4. Зависимость порога обнаружения Спор от вероятности ложного обнаружения Рю для значений параметра п : 15, 25 и
Вывод выражения вероятности ошибки второго рода весьма затруднителен, поэтому приведем лишь формулу, полученную в [32]:

00 ^ /, Ї
J w2(y)dy /уп3 /
-со ^ / J
(1.38)
где w(x) произвольная симметричная плотность вероятности шума, на фоне
2 Гх .
которого производится обнаружение, F(x) = —j= е dt - интеграл Лапласа.
Vл Jo
Теперь можно записать выражение для вероятности обнаружения сигнала:
Р =1-F
1 ООН 11 пс •
(1.39)
В соответствии с критерием Неймана-Пирсона непараметрические обнаружители могут сравниваться по характеристикам обнаружения между собой, а также с оптимальными обнаружителями для каждого из возможных распределений шума. Количественной мерой сравнения качества обнаружения