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論文主要研究了認知無線電中的兩種關鍵技術：頻譜感知和頻譜分配。認知無線電的基本要求是頻譜感知，即需要準確檢測到主用戶信號的傳輸。已有的研究表明通過認知用戶間的協作中繼可以提升頻譜感知的性能，論文首先分析了已有的基于協作中繼的頻譜感知算法的缺點，提出了一種功率有效的放大前傳協作頻譜感知算法，推導了誤警概率與檢測概率的表達式，并證明了改進算法相對于已有算法在檢測性能上的優勢，數值仿真結果進一步表明在相同的中繼傳輸功率限制的情況下，改進算法相對于已有算法在很大程度上提高了協作頻譜感知的檢測概率。
認知無線電中頻譜分配的一個主要問題是在給定動態頻譜的情況下如何分配頻譜使得系統效益最大化。蟻群優化是一種能夠有效求解組合優化問題的元啟發式理論。論文首先將系統效益最大化問題表述為組合優化問題，提出了一種基于蟻群優化理論的迭代算法來解決本文的問題并證明了改進的算法能夠收斂到最大系統效益，最后通過仿真表明改進算法相對于已有算法在性能上有著顯著提升。
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