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无线电频谱是无线通信中一种宝贵的资源,如何对频谱资源进行合理高效的利用一直都是无线通信领域中倍受关注的问题。认知无线电技术的兴起就是为了解决频谱资源紧张、频谱利用率低的现状。频谱感知作为认知无线电的首要任务和关键技术,近几年来一直是国内外研究的热点。为了提高认知无线电系统中频谱感知的性能,本文对频谱感知技术做了深入研究,重点研究了多域联合的频谱感知技术。 本文首先对认知无线电频谱感知的基本概念、检测模型以及性能评价进行了介绍;然后对认知无线电中常用的频谱感知技术进行了详细的分析,主要分析了单用户频谱检测、多用户协作频谱检测、基于干扰温度的频谱检测;最后本文针对当前频谱感知算法多为仅对频谱空间一维特征的检测而导致频谱感知的性能不够好的问题,引出了认知无线电多域频谱感知的概念,并对多域联合的频谱感知技术进行了研究。 本文的主要研究工作和创新点在于:根据认知无线电中多域频谱感知的思想,在详细阐述了码域频谱感知的基础上提出一种时域-码域联合的频谱感知算法。该联合感知算法主要是针对经过直接序列扩频处理后的主用户信号。一方面,利用了直接序列扩频主用户信号频谱空间中时域与码域的特性,采用时域感知与码域感知相结合,实现对频谱空间时域与码域的联合感知,改善频谱感知算法的性能,提高了认知无线电系统频谱感知的准确性;另一方面,通过扩频码检测技术对主用户采用的扩频码进行识别,认知用户能根据主用户采用的扩频码相应调整自身的扩频码,使自身的扩频码与主用户采用的扩频码相互正交,以实现认知用户与主用户同时在同一频段上传输而不对主用户产生干扰,提高了认知无线电系统频谱利用率。最后将时域-码域联合的频谱感知算法与单纯的时域感知算法做了对比仿真分析,实验结果表明,联合感知算法对应的检测性能优于单纯时域感知,系统整体吞吐量相对于单纯时域感知也有所提升,提高了认知无线电系统频谱利用率。