基于递归算法的频谱感知方法

针对传统的宽带频谱感知方法需要在各个频率信道平均分配计算量或硬件资源,频谱感知效率不高问题,给出利用递归算法代替快速傅立叶变换算法进行频谱感知的方法。根据信道占用率统计规律,调整频谱感知控制单元的本振频率,自适应选择递归算法滤波器,实现对多个感兴趣频率信道检测。仿真实验及分析表明,利用递归算法进行频谱感知时,只需要计算那些感兴趣的频率信道的功率谱,提高了频谱感知效率。     

信噪比比较的协作频谱感知算法

针对现实通信中认知无线电频谱感知的各认知节点所处环境差异这一问题,研究了低信噪比节点感知结果不准确而对协作频谱感知性能产生的影响,得出认知用户所处环境信噪比越高,感知性能越好,即在数据融合过程中,较低信噪比节点参与融合反而影响整体感知性能.故提出信噪比比较的协作频谱感知算法,该方法通过调整因子改变参与融合的节点数量,选取较优节点参与最终的数据融合,在信噪比分布不均匀的环境下,采用MATLAB仿真证明其可有效地提高系统检测性能.     

认知网络中频谱感知技术研究

认知网络作为一种能够提高有限频谱资源利用率的颇具应用前景的技术,可从根本上缓解日益严重的频谱资源紧张问题,已成为无线通信领域内的一个研究热点,并受到越来越多的关注。本文介绍了认知网络的概念,并从认知网络频谱感知方面综述了现有的研究成果,讨论了目前存在的问题和进一步研究的方向。     

一种基于Goertzel算法的频谱感知方法

频谱感知是认知无线电的首要任务,传统的扫描式宽带频谱感知方法效率不高,因为对于具有高占用率的频率信道不需要经常感知。文章提出一种基于Goertzel算法的频谱感知方法,适于针对宽带频谱内具有高可用性的频率信道进行监控和检测。介绍了该方法的工作原理和实现结构。通过仿真实验可看出,该方法可以有效实现对频带内某些指定频率进行感知。     

基于分布式压缩感知的宽带协作频谱感知算法

针对认知无线电中传统的宽带压缩频谱感知算法计算复杂度高、检测实时性差的缺点,提出基于分布式压缩感知信道能量观测差值的宽带协作频谱感知算法。该算法无需重构T+1时刻的信号频谱,只需重构T+1时刻与T时刻的信道能量差值,进而得到T+1时刻的信道能量;另外,为减少深衰落、阴影衰落等不利因素的影响,采用多个次用户协作频谱感知。数值分析表明,该算法所需的平均感知时耗为直接重构T+1时刻的信道能量算法的50%左右,且获得了检测概率大于0.95的检测性能。     

面向区域的认知无线电系统的频谱感知模型

建立了面向区域的频谱感知模型(RSSM),根据路径损耗和衰落裕度理论推导出了RSSM感知区域的大小。基于RSSM,在单用户频谱感知中分析了阈值设定方法以及次用户位置对频谱感知性能的影响;在协作频谱感知中,利用D-S理论分析了硬决策协作频谱感知中次用户分散性对感知性能的影响。最后通过仿真实验证明了本文模型的正确性。     

基于阈值优化的频谱感知算法

协方差绝对值（Covariance Absolute Value,CAV）感知算法使用固定阈值和固定虚警概率的频谱感知策略,无法保证在任何时候都能使频谱感知性能达到最优。提高频谱感知性能包括降低对主用户的干扰概率并提高空闲频谱的利用率,即最大限度地降低漏检概率与虚警概率。为此,本文对协方差绝对值感知算法进行改进,提出了不同信噪比下自适应阈值的优化方法使频谱感知误差（漏检概率与虚警概率的代数和）达到最小。实验结果表明,本文算法有效降低了频谱感知误差,提高了检测概率,特别是在信噪比较低的情况下性能改善较为明显。     

基于时域-空域联合的认知无线电频谱感知算法

为提高认知无线电系统中频谱感知的性能和检测概率,提出了一种时域-空域联合的频谱感知算法。该算法利用主用户信号时域与空域的特性,通过空域感知对主用户定位,利用主用户的定位信息时域感知选择认知用户进而提高检测概率。仿真结果表明,该算法的检测性能优于时域或空域感知。     

基于MBSBL-FMLM的宽带协作频谱感知算法

针对认知无线电网络中单节点的宽带压缩频谱感知算法检测准确性低、实时性差的缺点,提出了基于多测量向量块稀疏贝叶斯学习-快速边缘似然函数最大化(MBSBL-FMLM)的宽带协作频谱感知算法。该算法采用分布式压缩感知(DCS)系统进行多节点协作检测,以降低单节点检测带来的多径衰落、阴影衰落等不利影响;另外,融合中心结合多测量向量(MMV)模型和宽带信号的块稀疏结构得出多测量向量块稀疏贝叶斯学习(MBSBL)框架,并利用快速边缘似然函数最大化(FMLM)方法进行快速参数估计。数值分析表明,基于MBSBL-FMLM算法的检测概率、归一化均方误差、检测时耗均优于SOMP算法。     

基于功率谱几何平均的频谱感知算法

利用功率谱极值和几何平均的频谱感知算法复杂度低,抗噪声功率不确定性和抗载波频偏的能力较强,但该算法的主用户信号功率估计不够准确。为了提高频谱感知性能,提出基于功率谱几何平均的频谱感知算法,算法用信号功率谱最大值平均减去信号功率谱几何平均来估计主用户信号功率,用信号功率谱的几何平均来估计信道噪声功率,利用两者的比值作为算法的判决统计量,并推导出检测门限。在AWGN信道、信噪比为-13 dB和虚警概率为0.07的条件下,进行5 000次仿真,改进算法的检测概率为0.975 6。理论分析和算法仿真均表明,改进算法提高了主用户信号感知准确度。     

认知无线电频谱检测机制研究

为了提高认知用户检测效率、改善认知用户检测性能以及提高频谱资源利用率,从检测模式、检测周期、检测时长和检测信道等多个角度,对认知无线电频谱检测机制中检测参数和检测策略的选取及优化方法进行了理论推导和定量分析。研究结果表明,通过对检测机制中参数和策略的优化,可解决认知无线电中仅凭借单纯物理层检测算法在检测效率和检测性能方面的局限性,在保护授权用户免受干扰的同时增加了认知用户的频谱接入机会。在此基础上进一步提出了认知无线电频谱检测机制中几个下一步研究方向及其难点问题和相关的解决方案。     

认知无线电加权联合频谱感知优化算法

为了提高认知无线电联合频谱感知的性能,对加权联合频谱感知算法进行了研究,并对权重和观测时间2个感知参数进行了优化.算法基于给定的检测概率,通过选择最优的权重使认知无线电获得最小的虚警概率;还提出了二分算法,通过该算法,认知无线电能够获得最优的观测时间.仿真结果表明:相比未加权的联合频谱感知算法,提出的算法能够获得更低的虚警概率和更高的频谱利用率,并且相比穷举算法,二分算法的计算量要更低.提出的算法能够使认知无线电在授权用户的干扰容限内获得最大的频谱利用率.     

认知无线电网络频谱检测研究

为解决认知无线电中空闲频谱的识别问题,综述了近期世界范围内的频谱检测方法。分析了基于信道衰落、噪声特性等因素对频谱检测性能的影响,指出了物理层检测、MAC（Media Access Control）层自适应检测以及多用户合作检测的关键技术问题及其分析处理方法,并对检测性能进行了定性和定量的分析和探讨。     

一种基于信道节点的动态频谱分配算法

兼顾认知用户需求和系统运算开销,提出了以信道作为图着色顶点的动态频谱分配算法。建立了分配模型,介绍了基于图论的频谱资源分配算法,分析了该算法与已有图论算法的优劣。仿真结果表明,改进算法具有一定优越性。     

分布式协作频谱感知的信誉模型

协作感知技术能大大提高认知无线电网络中的频谱感知效果,但也会产生一些安全隐患,如频谱感知数据伪造攻击。针对单个恶意次用户发起的连续性频谱感知数据伪造攻击和若干个恶意次用户发起的非连续性频谱感知数据伪造攻击,设计并实现了一种分布式协作频谱感知的信誉模型。仿真实验表明,该模型能有效地识别恶意次用户和抵御频谱感知数据伪造攻击。同时,该模型还具有较小的虚警率、丢失率和较好的容错能力。     

协作频谱感知中的信道搜索机制优化

频谱感知是认知无线电网络中需要解决的首要问题。为了提高频谱感知的整体性能,该文对链路层的协作频谱感知机制进行了研究,针对其中的信道搜索感知场景,提出了一种联合优化信道搜索方案。在该方案中,基站根据各信道的空闲概率大小,选择最优的信道搜索次序,并对不同信道的搜索时长进行一定的加权处理,确保以较长的时间优先搜索空闲概率较大的信道,从而使按需信道搜索过程的切换延迟以及由此造成的QoS损失最小化。仿真实验的结果显示,这种联合优化搜索方案在信道搜索场景下的平均搜索时长始终小于现有的2种搜索方案,这说明其搜索性能具有明显的改善。     

压缩传感非稀疏宽带频谱导频检测方法

为了突破频谱稀疏性对压缩传感技术的限制,提出了一种基于压缩传感的频谱检测方法,在保证对主用户的干扰不超过指定门限的前提下,通过对目标频段的主用户信号和导频信号在频域进行线性运算,保留频谱空洞处的导频分量,把对非稀疏的主用户信号的恢复转化为对稀疏导频信号的恢复.该方法解决了认知无线电宽带频谱检测中,压缩传感技术在主用户信号非稀疏时的失效问题.仿真结果表明,导频检测方法可以对非稀疏频谱的频谱空洞位置进行准确检测.     

单比特协作压缩频谱感知

提出了一种低开销的协作压缩频谱感知方案,其中每个认知用户利用单比特量化获取压缩采样值的符号信息作为测量值. 融合中心收到不同认知用户的符号信息后,利用2种联合感知算法来确定频谱的占用情况. 仿真结果表明,新方案具有较好的感知性能,不仅优于独立感知方案,而且在低信噪比时优于多比特量化感知方案.     

利用多分辨率频谱分析的频谱感知方法

频谱感知是认知无线电关键技术之一,通常宽频带感知技术复杂度高。该文讨论了利用多分辨率频谱分析的频谱感知原理和实现方法,提出了实现频谱空穴检测的动态门限选取方法。详细仿真分析了频谱分析参数对频谱感知的影响,给出了该方法的频谱检测性能。该方法能在宽频带内迅速可靠地发现频谱空穴,实现简单,计算复杂度低。