认知无线电中时频分离的联合频谱检测方法.pdfVIP

2012年 4月 西 北 工业 大 学 学 报 Apr． 2012 第30卷第2期 JournalofNorthwestern PolytechnicalUniversity VoI|30 No．2 认知无线电中时频分离的联合频谱检测方法 唐成凯 ，廉保旺 ，张玲玲 (1．西北工业大学 电子信息学院，陕西 西安 710072；2．西北工业大学 航海学院，陕西 西安 710072) 摘 要：认知无线电是解决频谱由于利用率不高而导致资源紧张的问题。文章以现有的能量检测方 法和循环平稳检测方法为基础，提 出了一种以频谱集合为基础的新型联合检测方法。该方法首先对 能量检测进行了噪声修正，其次对频谱以所处时间和判决结果进行分级处理，对不同集合中的频谱资 源依据其环境和上一时间段的判决结果采用不同的判决方法进行判决。文章给出了联合检测的方法 模型，并与能量检测和循环平稳检测在检测正确率和运算时间上进行了比较，给出了比较函数。通过 仿真验证了理论结果，表明联合检测能有效提高认知用户在频谱检测的正确概率并减少运算时间，在 频谱数量较多和检测时间较长时，效果更加显著。 关 键 词：认知无线电；频谱感知；联合检测；噪声不确定性 中图分类号：TP91 文献标识码：A 文章编号：1000-2758(2012)02-0262-07 随着无线通信的迅猛发展以及人们对服务质量 淆区域和无主用户区域，在能量检测结束后对混淆 和数据速率要求的不断提高，未来可分配的无线频 区域进行循环平稳检测的联合检测方法，该方法是 谱资源将会越来越少。频谱的稀缺已成为一个严重 在能量检测之后再对频谱进行循环平稳检测判决， 问题…。认知无线电网络通过机会共享的方式，实 虽然能有效地提高检测概率，但是循环平稳检测是 现了动态频谱接人_2J，在不干扰已有授权用户的情 在能量检测结束后进行，大大延长了检测时间。本 况下，共享和二次使用那些某时、某地空 闲的频 文根据能量检测和循环平稳检测的特点提出了一种 谱 ，提高了频谱利用率，从而可以用来解决上述 以时频分离为基础的联合检测方法。该联合检测将 问题 。 所需检测的频谱分成有主用户和没有主用户两种频 在认知无线电系统中，使用授权频段通信的用 谱集合，在每个时间段分别利用能量检测和循环平 户称为授权用户，或首要用户，它拥有频谱的绝对使 稳检测进行检测，并将结果保留结合当前环境作为 用权。非授权用户，又称为认知用户 J，以不影响 下次检测的依据，大大减小了运算时间，并提高了检 授权用户的正常通信为前提，可以选择空闲频段进 测精度。文章最后给出了联合检测和传统检测在检 行通信，认知用户必须要通过感知装置监控频谱变 测正确率和所需运算时间的比较函数，进行了性能 化，目前常用的频谱检测方法包括能量检测、循环平 对比分析。 稳检测和匹配滤波检测。从文献 [5]中可以得到， 匹配滤波的检测需要一定授权用户的参数信息，在 1 噪声不确定修正的能量检测 参数越多的情况下结果更加准确，但在实际检测中， 认知用户不太可能得到主用户的参数。能量检测具 信号的能量检测法是一种有效的信号检测方 有检测速度快，所需条件简单但准确性不好的特点， 法 ，是指计算信号在特定时间内的能量，与预先 循环平稳检测具有准确性高，但检测速度相对较慢 设定的门限值进行比较，做出判决，获得检测结果。 的特点。文献