认知无线电中改进的低复杂度联合检测方法

认知无线电频谱检测中能量检测算法在低信噪比下检测效率低,而似然比检测(LRT)算法复杂度过高. 对此,首先在低信噪比下对LRT算法进行了化简,并给出了化简LRT算法性能参数的闭合表达式;提出了一种联合检测算法,在低信噪比条件下采用能量与简化LRT二次检测,在其他条件下则采用能量检测. 理论分析和仿真结果均表明,所提算法在低信噪比下能对主用户信号有效检测,且实现复杂度低,检测性能优于LRT算法.     

基于能量和小波变换的双门限联合频谱感知

传统的能量感知算法对噪声比较敏感,在较低的信噪比条件下检测准确性易受到影响,循环特征检测法计算复杂度偏高,为此提出了基于能量检测和小波变换(WT)感知的双门限联合检测算法.该算法对双门限区间以外的区域采用能量检测进行判定,双门限范围内的不确定区域进行小波感知,并根据信道中噪声不确定性自适应调整双门限值,当信道质量较好时,减小两门限之间的距离,否则增大两门限之间的距离,从而控制进行小波感知的概率.仿真结果表明,此算法有效地提高了低信噪比条件下系统的检测性能,降低了算法的复杂度.     

认知无线电中自适应分步合并协作频谱感知算法

在等增益合并协作频谱感知基础上,提出了一种新的频谱感知算法．根据认知用户接收信噪比的变化,通过自动调整参与协作频谱感知的认知用户数,以减少认知无线电网络中的数据开销．推导了瑞利衰落信道下采用此算法时,认知用户通过控制信道发送到中心控制器的平均数据量的计算公式．理论分析和仿真结果表明,和等增益合并协作频谱感知算法相比,在保证频谱检测性能的前提下,该算法减少了认知用户通过控制信道到中心控制器的平均数据开销．     

低信噪比下突发信号的检测方法

针对低信噪比环境下突发信号检测性能较差的问题,提出了一种基于功率谱倒谱的突发信号的检测方法．该方法首先采用倒谱的最大值作为检验统计量,并利用平滑窗对检验统计量进行平滑;然后,用K均值聚类算法对其分类判决,以区分出信号和噪声;最后,利用基于长度的三态转换给判定结果修正．仿真结果表明,在低信噪比环境下,所提方法具有较好的检测性能和较低的计算复杂度．     

认知无线电中协作能量概率分布频谱感知方法

提出了一种基于能量概率分布（EPD）的协作频谱感知算法,以提高认知无线电的检测性能．与传统能量检测使用能量均值做为检测统计量不同,EPD感知算法中的协作感知次用户统计大于给定门限值的采样信号个数,并传送给数据融合中心,数据融合中心将所有统计结果进行叠加,并与噪声的能量概率密度进行相关运算来获得判决结果．利用高斯近似理论分析所提出的EPD协作频谱感知算法的检测性能．仿真结果表明,协作用户数越多,新提出算法的检测性能比传统协作频谱感知硬判决算法越有优势,同时又不需要任何主用户的先验信息．     

一种适用于认知超宽带的CUSUM频谱感知算法

提出了一种新的认知超宽带频谱感知算法,该算法适合检测低平均信噪比、低占空比的超宽带脉冲信号,且具有复杂度低、检测延迟性能优越的特点.论文根据超宽带脉冲信号特性,给出形式统一的低占空比接收信号概率密度函数表达式,并采用累加和(CUSUM)算法实施检测.仿真结果表明,该算法对低占空比信号具有良好的适应性,有效克服了能量检测的信噪比门限效应,且检测延迟性能优越.     

认知无线电网络中的最佳可信度频谱检测算法

由于认知无线电网络中的典型硬决策协作频谱检测在数据融合时未考虑各认知用户检测结果的差异性,不能很好地提高检测性能,因此,提出了一种基于检测可信度的协作频谱检测算法.首先,利用各认知用户的平均接收信噪比来获得它们的检测可信度;然后,综合各认知用户的检测结果以及检测可信度来判断授权用户是否使用频带,从而提高了检测性能.仿真结果表明,在低信噪比情况下,相比典型硬决策协作频谱检测,该算法具有较优的接收特性曲线,并在合理选取认知用户检测阈值的条件下,具有较低的检测错误概率.     

基于随机共振和MIMO技术的协方差矩阵频谱感知算法

在认知无线电系统中,为了使认知用户可以在低信噪比和衰落信道的条件下实现可靠的频谱感知,提出了基于随机共振和MIMO的协方差矩阵频谱感知算法。该算法将随机共振和MIMO技术用于协方差矩阵频谱感知,同时还给出了判决门限的计算方法。仿真实验结果表明:与不使用随机共振和MIMO技术的频谱感知算法相比,本文算法具有更高的检测性能;并且当天线数足够多时,该算法可以在很低信噪比情况下实现可靠的频谱感知。     

非同分布高斯信号背景下基于增强能量检测的协作感知

能量检测算法应用于无线通信场景中时存在信噪比（SNR）墙和噪声不确定性问题,对此,在认知无线电非同分布高斯信号背景下,提出了基于增强能量检测的协作感知算法.在低SNR条件下,给出了采用增强能量检测算法的次用户检测概率和虚警概率,并推导出达到最小总错误率的最优协作用户数表达式.理论分析和仿真实验结果表明,相对其他克服噪声不确定性的能量检测算法,所提出的算法具有更优的检测性能.     

噪声功率不确定模型下基于CFAR准则的能量检测门限优化算法

针对频谱感知中能量检测器在噪声功率不确定模型下存在门限失配问题,该文提出了一种基于CFAR准则的能量检测门限优化算法(TO-ED),首先证明存在唯一最优的修正因子可以优化稳健统计方案(RSA)的判决门限;然后基于RSA的平均虚警概率是关于修正因子的单调函数,利用牛顿二分法实现该参数的快速迭代求解并修正RSA的判决门限。仿真表明：TO-ED算法满足CFAR意义下最优,其理论性能和仿真结果一致;实现鲁棒检测所需信噪比较RSA更低。     

认知无线网络中收敛感知算法安全性检测

分布式认知无线网络中,攻击者通过篡改本地频谱感知数据发起频谱感知数据篡改攻击,影响网络中其他节点的数据更新,导致频谱决策的错误．针对分布式认知无线网络中的收敛感知算法进行安全性检测．仿真数据表明,如果网络中存在攻击者在数据收敛后期开始发起频谱感知数据篡改攻击,将会诱使收敛感知算法最终收敛于攻击者提供的感知数据,使局部网络中所有认知用户对频谱感知数据做出错误的判断．最后,针对认知无线网络中频谱感知的特点,考虑影响感知数据更新的因素,给出了分布式认知无线网络中频谱感知的安全补充建议．     

Novel anti-noise-uncertainty spectrum sensing algorithm based on power spectral density segment cancellation

Since noise uncertainty seriously degrades the spectrum sensing performance of energy detection algorithms, a novel spectrum sensing algorithm based on the power spectral density segment cancellation (PSDSC) is proposed. This spectrum sensing algorithm, which can yield real-time and robust performance, makes use of the un-correlation of different power spectrum lines and takes the ratio of some PSD (power spectral density) lines to the residual PSD lines as the detection statistics. Theoretical analysis and simulation results show that the PSDSC algorithm can overcome the noise uncertainty problem effectively and that the decision threshold does not vary with the ambient noise level of secondary users. The PSDSC algorithm could offer a high probability of detection (P_d) at a low probability of the false alarm (P_fa) for a wide range of signal to noise ratios (SNR) and could be applied to spectrum monitoring and cognitive radio systems in the complex electromagnetic environment.     

基于小波去噪的协作空闲频谱检测性能

为解决低信噪比（SNR：Signal to Noise Ratio）时引起检测性能突变的问题,分析了能量检测在不同SNR下的检测效果,在进行频谱检测前先对信号进行去噪处理,以改善能量检测在低SNR下的检测性能。在此基础上,将改进的能量检测算法应用到协作空闲频谱检测中,保证各个CR（Cognitive Radio）节点检测性能有一定的可靠性,从而改善协作检测的检测效果。仿真结果表明,对经过小波信号处理后的各节点的检测结果进行融合协作,与以往的协作检测方案相比,ROC（Receive Operating Characteristic）曲线有了明显改善。     

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。     

一种基于能量检测的双门限协作频谱感知技术

针对认知用户接收到的信号特点,提出了一种基于能量检测的双门限协作频谱感知技术。当信号能量位于两个门限之间时,由数据融合中心根据最大比合并准则再次进行判决,并结合本地判决结果做出最终决策。仿真结果表明,所提方法可以有效地提高检测概率,降低错误概率。     

最小信道检测开销的协作频谱感知算法

在资源受限的无线电认知网络中,协作频谱感知技术的应用提升了系统性能,却同时增加了信道检测开销.选择合适的系统参数可以有效地降低信道检测开销.采用能量检测方法,分别对单用户和多用户频谱感知系统模型进行了分析,提出信道检测开销优化算法并推导出数学表达式,理论上证明了检测开销必然存在一个最小值,同时给出了算法思路和实现步骤.仿真结果也验证了系统参数优化的有效性和最小信道检测开销算法的合理性.     

删余协作频谱感知性能分析及优化

提出了一种新的基于删余的协作频谱感知方法,通过减少实际发送的本地决策值数来节约控制信道带宽,降低检测性能对认知用户数的依赖; 分析了这种删余协作频谱感知在感知信道和报告信道均存在衰落下的性能,它可以有效解决报告信道衰落所带来的尾感知问题,降低了虚警率; 提出了进一步优化算法,算法在确保主用户受到足够保护的前提下,通过寻找最优的次用户数和相应的检测门限使次用户的接入机会最大化．仿真结果与理论分析相一致．     

基于信噪比权值的合作频谱感知技术

根据无线环境中各个认知用户的信噪比不同,提出一种基于信噪比权值的合作频谱感知算法。认知用户根据与主用户之间路径衰落因子的不同,得出各自的信噪比值,再通过递归得到相应的权值。融合中心进行加权融合得出最终判决结果。仿真结果表明,这种算法可以提高对主用户的检测概率,其检测性能也优于传统的硬判决融合准则。     

基于特征值矩阵的循环平稳检测算法

分析循环平稳检测算法,发现循环自相关函数向量在循环统计量计算过程中,信号之间的相关信息未得到充分利用,信息有一定的损失.提出基于特征值矩阵的统计量计算方法,用自相向量的协方差矩阵的特征值矩阵替代协方差矩阵.该方法使循环自相关函数中的信息得到充分利用,计算复杂度降低.仿真结果表明,该算法的检测性能在较低信噪比下优于经典的循环平稳检测算法的检测性能.