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随着无线通信技术的飞速发展,日益增长的频谱需求与有限的频谱资源之间的矛盾变得愈发尖锐。为了解决这个难题,认知无线电技术应运而生。频谱感知技术是实现认知无线电技术的前提与基础,近年来受到广泛的关注而成为当前研究的热点。
本文对频谱感知技术进行了比较深入的研究,其中着重研究了循环平稳检测算法。研究内容主要包括两个方面:其一,对单用户循环平稳检测法进行了研究;其二,将循环平稳检测法和协作检测相结合,用以改善单用户循环平稳检测法的性能。
在单用户循环平稳检测算法方面,传统的循环平稳检测算法需要构建循环谱,计算复杂度太高,在频谱检测过程中难以满足实时性的要求,为此本文采用一种基于频域简化的循环平稳检测算法,该算法利用循环频率域内的维纳-辛钦关系,将传统的检验统计量的计算由频域转化到时域处理,可以在已知极少先验知识的前提下,使算法复杂度得到简化,为便于分析,本文为虚警概率公式的应用补充了便于应用Matlab函数计算的表达式,并得到检测概率与实际无线环境中信噪比之间的关系。
在多用户协作循环平稳检测方面,针对单用户感知存在对授权用户接收机位置不确定性和隐藏终端的问题,本文采用循环平稳检测法和协作检测相结合的算法。在硬判决协作中融合中心分别采用传统的“与”准则和“或”准则,并在不同场景下进行了仿真分析;在软数据融合协作中融合中心采用等权值合并算法,本文重点对其进行了详细分析,并与硬判决融合协作算法进行了仿真对比。通过分析比较可知,基于等权值融合协作的循环平稳检测算法的检测性能优于基于传统硬判决融合的协作循环平稳检测算法。虽然软数据融合协作检测性能更有优势,但是并不能完全代替硬判决融合协作检测,通过仿真可知,在对虚警概率限制不严格时,“或”准则融合协作几乎可以达到软数据融合协作的检测性能,具体采用何种协作检测方式需根据实际的检测需求。