非平稳信号的频谱感知方法研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:zsk1370826
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着时代的进步,无线通信成了人们生活中不可或缺的一项技术,频谱资源是实现无线通信业务的必需品,故而整个社会对频谱资源的需求量持续增加。但现实中可用的频谱资源不仅是有限的,还是无法再生的。事实上,已分配的频谱资源在实际中的利用率很低,因此,若要推动无线通信的发展,则需要提升频谱资源的利用率。认知无线电技术是一种提高无线频谱资源利用率的有效方式。频谱感知技术是认知无线电成功的前提与关键。传统的能量感知算法、匹配滤波器感知算法已广为人知,但这些方法都是针对平稳信号提出的。平稳信号的功率谱与时间无关,可非平稳信号的功率谱是时变的,因此,传统的频谱感知方法不适用于跳频信号、线性调频信号等非平稳信号。本文以时频分析为基础,研究非平稳信号的频谱感知方法。论文的主要研究内容如下:1、针对非平稳信号的窄带频谱感知问题,本文研究了基于短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transform,STFT)的能量感知算法。该方法以STFT计算非平稳信号在某个时频区域内的平均能量,然后根据相应的门限值对非平稳信号在该时间区域内的频带占用情况进行检测。本文根据理论推导结果和仿真实验数据获得算法的判决门限。仿真结果表明:该方法在低信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)环境下都也具有较好的检测性能;另外,该方法不仅适用于非平稳信号,还适用于平稳信号。2、为了提高基于STFT的能量感知法在低信噪比情况下的感知性能,本文研究了基于Wigner-Ville分布(WVD)的匹配滤波器感知算法。该方法根据非平稳信号Wigner-Ville分布的Moyal性质,将信号的时频分布与信号的时域表示联系起来,然后以匹配滤波器感知法为基础,对某个时间区域内的频带占用情况进行检测。仿真结果表明:在低信噪比情况下,该方法的感知性能优于传统的匹配滤波器感知法。3、针对非平稳信号的宽带频谱感知问题,本文将STFT与多陪集采样技术结合起来,提出了基于STFT-MUSIC的宽带频谱感知算法和基于STFT-ESPRIT的宽带频谱感知算法。由于宽带信号的奈奎斯特(Nyquist)采样率过高,若使用奈奎斯特采样率对宽带信号进行采样,硬件功耗大,当信号带宽高达GHz时,甚至无法找到满足奈奎斯特采样要求的高速率模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC),因此本文利用多陪集采样技术来降低宽带信号的采样率。然后,根据多陪集采样输出的STFT值与非平稳信号占用的频带之间的关系,将频谱感知问题转化为参数估计问题,再利用多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法以及基于旋转不变技术的参数估计(Estimation of Signal parameters by Rotational Invariance Techniques,ESPRIT)算法对活跃信道集(信号占用的频带的集合)进行估计。实验结果表明,即使在低信噪比情况下,这两种方法也只需要少量样本数据就可获得较理想的检测性能,且这两种方法不仅适用于非平稳信号,还适用于平稳信号与非平稳信号均存在的混合信号。
其他文献
<正> 各位来宾,欢迎大家出席电子政务应用研讨会。电子政务正在向我们走来,这已经不是一个很遥远的话题,已经引起了各方的重视,作为从业人员,作为 IT 的一个技术供应商和解决
铝电解车间具有高温、强磁、多粉尘等环境特点,当前生产过程中熔融原铝的成分检测主要是人工取样然后离线分析,化验过程及结果具有较大的滞后性,故将激光诱导击穿光谱(LIBS)
20世纪80年代以来,我国经济和政治的改革与发展引起了权力的转移和社会结构的变迁,随着经济和社会领域权力的逐渐生长,非政府组织应运而生。非政府组织在我国的出现,既是对20
目的观察和分析对老年癫痫患者采用丙戊酸钠缓释片进行治疗的临床疗效。方法选取2013年3月-2015年3月间我院收治的80例老年癫痫患者作为临床研究对象,采用随机数字列表法将其
人力资本是事业单位生存、发展、竞争的重要资源,教育培训是人力资本开发、储备、投资的主要手段。通过对事业单位教育培训工作的考察,分析现状中存在的问题,提出改进的对策
介绍了我国含氟塑料成型加工行业的现状并分析了目前存在的主要问题 ,同时 ,对该领域待开发的新技术及产品新的应用提出发展设想
目的该研究主要对小儿外科手术患儿行优质护理的效果展开分析。方法选取360例我科2014年1月-2015年1月所收治的手术患儿作为研究对象,根据患儿的入院时间将其均分为两组,对照
我国草地资源丰富,但退化情况严重,对退化草地实施改良是我国畜牧业持续发展的迫切要求。国外对退化草地多采取松土、免耕补播等方式进行改良,注重水肥综合利用。所使用的机
针对目前农业灌溉监测系统对采集的信息及监控状态未实现远距离实时查询的缺点,研究了一套基于无线网络的农田灌溉智能监测系统。系统以S3C2440微处理器作为核心控制单元,以S
中华民族的复兴离不开国民素质的提高,而逻辑素质是国民素质的核心要素之一。开展提高国民逻辑素质的理论和实践研究是逻辑学者应该担当的社会责任。欧美各国具有重视提高国