基于循环谱的多循环频率加权合作频谱检测

在接入主用户授权频段之前,认知用户需要检测该频段是否处于空闲状态,以免干扰主用户通信.利用主用户信号和噪声的不同谱相关特性,研究了基于循环谱的频谱检测方法.将主用户非零循环频率上的接收信号循环谱幅度作为检测统计量,给出了判决准则和检测方法.利用主用户信号在不同循环频率下不同程度的循环平稳特征,多个循环频率之间通过加权迭代合作来提高检测结果的可信度;并通过蒙特卡罗仿真方法验证该方法的可行性.仿真结果表明:加权迭代合作可有效实现频谱检测,且检测性能优于等权合作检测;通过合理选择信号采样点数、循环频率个数、迭代次数进行合作检测既可有效提高检测概率,又能保证检测灵敏度.     

基于四阶循环多谱的频谱感知算法

目前,大部分基于能量检测和信号循环平稳的频谱感知算法能够在平稳噪声环境中取得优异的检测性能,在非平稳噪声环境中的检测性能则急剧下降。为了更好地消除频谱感知过程中非平稳噪声的影响,利用信号四阶循环多谱抑制非平稳噪声的性质,提出了一种基于四阶循环多谱的频谱感知算法。该算法首先计算四阶循环多谱的切片形式;然后通过简化的四阶循环多谱幅度平方和对协同用户截取的信号进行检测;最后计算其峰值系数,实现对主用户信号存在性的判断。仿真结果表明,在非平稳噪声环境中,所提出的算法比传统的频谱感知算法识别概率更高,性能更好。     

基于谱相关函数的多循环频率合作频谱检测

为了避免干扰主用户的通信,认知用户在伺机使用主用户授权频段之前,需要检测该频段是否处于空闲状态,为此研究了基于谱相关函数的频谱检测方法。根据噪声谱相关函数的幅度确定检测门限,将接收信号在主用户某一循环频率处的谱相关函数的幅度与检测门限进行比较,若大于判决门限,则判断主用户存在。利用主用户信号的多循环平稳特性,多个循环频率之间通过合作检测来提高检测性能,并利用蒙特卡洛仿真方法验证该检测方法的可行性。仿真实验结果表明,该算法可有效检测到主用户,通过多循环频率的合作检测提高了检测概率。     

双门限三级联合频谱感知算法——基于能量检测和高阶循环谱检测

认知无线电中,快速有效的频谱感知是一项关键技术。传统的能量检测算法不能抵抗低信噪比的影响,高阶循环谱检测又有着较高的算法复杂度。将二者进行结合,提出一种双门限三级联合频谱感知算法,有效提高了系统的检测性能并降低了算法复杂度。对传统的能量检测算法进行了仿真,并对检测概率的影响因素进行了分析和仿真;对高阶循环谱检测算法进行了理论分析,并对三级联合感知算法的性能进行了详细分析。最终得出结论,三级联合感知算法不但大大提高了认知用户的检测性能,而且并没有增加过多的运算量,因此是一种高效、快速的频谱感知算法。     

多载波CDMA子载波频率盲估计算法及其性能分析*

针对频谱感知和多载波CDMA信号解调的实际应用,根据多载波CDMA信号的循环平稳特性,提出了一种利用高阶循环累积量估计多载波CDMA信号子载波频率的方法。由于高阶循环累积量可以有效地抑制平稳噪声和非平稳高斯噪声,通过理论分析可以证明在上述噪声背景下,子载波采用BPSK调制的多载波CDMA信号的四阶循环累积量仅在循环频率为子载波频率处存在,可以通过检测此循环频率来实现子载波的估计。考虑到多载波CDMA信号发端可以采用不同的窗函数以降低频谱泄露,以常见的几种窗函数为例进行了算法仿真,发现本算法对窗函数的变化不     

高阶循环特性下联合频谱感知算法研究

高效的频谱感知算法是认知无线电系统有效通信的前提;现有的能量检测算法复杂度较低,但其性能易受到噪声不确定度的严重影响,为提高频谱感知的速度和性能,采用了联合频谱感知算法;该方法利用双门限的能量检测法进行粗检,将判决结果划为三个区域,并使用高阶循环统计量检测算法对中间混淆区域进行二次判决;然后给出了噪声确定或不确定的情况下,联合频谱感知算法和单一检测算法的检测性能和算法复杂度的仿真分析;结果表明,联合频谱感知算法在增加计算复杂度不多情况下,得到较高的检测性能,优于单一检测算法,是一种快速准确的频谱感知算法。     

一种基于循环谱特征识别的频谱感知算法

针对传统循环谱计算复杂度高的问题,提出一种基于循环谱特征识别的频谱感知算法,该算法采用自相关矩阵替代频域平滑方法计算信号的谱特征,在降低算法复杂度的同时,能够准确区分噪声与有用信号,利用软件无线电构建测试平台,用以验证算法的有效性.实验结果表明,该算法能够准确检测出频谱空穴,准确度大于90％,并能降低时间复杂度,可以满...     

联合循环平稳特征PCA与XGBoost的频谱感知

针对低信噪比条件下主用户信号检测概率低的问题,提出一种基于循环平稳特征主成分分析与极限梯度提升算法(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)的主用户信号频谱感知算法。在信号各循环频率不为零值的情况下,提取能量最大的信号循环谱,通过PCA对循环谱特征进行降维处理,生成训练样本和测试样本。利用训练完成的XGBoost算法对待检测的信号进行分类,实现主用户信号是否存在检测。实验结果表明:与支持向量机算法、随机森林算法和传统循环谱算法相比较,该算法在低信噪比和低虚警率情况下具有更优的检测性能。     

基于循环平稳的图样特征识别频谱检测方法

频谱空穴检测是认知无线电研究的关键技术。针对认知无线电系统中甚低信噪比环境下频谱检测的困难,基于循环平稳理论,提出对接收信号的循环谱密度函数俯视图特殊图样的模式识别来进行频谱检测判决的方法。由此设计出谱峰搜索检测与图样特征识别相结合的频谱检测判决机制。实验仿真结果表明,所提出的检测方法性能良好,可以有效地对弱主用户信号进行频谱检测。     

基于单一切面的循环平稳检测方法

在非授权频段的频谱感知方法中,循环平稳检测法具有鲁棒性好与信号类型识别性强的特点,但其计算复杂度很高。在改进传统快速傅里叶变换累加方法(FAM)的基础上,提出一种采用单一切面的循环平稳检测方法。根据循环平稳特性信号峰值变化规律推导出特定切面约束条件,并构建f-切面和α-切面两种循环谱单一切面,在无需建立完整循环谱的情况下对不同类型信号进行循环平稳特征检测。实验结果表明,与传统FAM相比,该方法可大幅降低计算复杂度,当信噪比低于-16dB时其检测性能略低于传统FAM,在信噪比达到-16dB后其检测性能与传统FAM一致。     

基于可信度的加权协作频谱检测算法

协作频谱检测技术可以有效解决认知无线网络本地检测存在的信道衰落、隐藏终端等问题。论文研究了加权协作频谱检测技术,提出一种基于可信度的协作频谱检测算法。每个感知节点基于最大最小值特征值检测完成本地频谱检测,并与融合中心的全局检测结果进行比较估计各自感知节点的频谱检测可信度;融合中心利用切尾平均法计算参与频谱协作检测的可信度门限,并选择可信度大于门限的感知节点参与协作频谱检测。该算法有效降低了认知网络协作检测的复杂性,提高了频谱检测性能,在噪声波动环境下具有良好的鲁棒性。仿真结果表明,算法频谱检测性能要优于其它加权算法1~3 dB,节省系统开销43.75%左右。     

基于动态阈值的可信度加权协作频谱感知

为了提升受阴影衰落等因素影响下的协作频谱感知性能, 采取了一种改进的基于动态阈值和可信度相结合的协作频谱感知方法。该方法利用各认知用户的检测信噪比对检测可信度较低的认知用户进行过滤, 各认知用户根据检测信噪比设定一个适合自身的动态阈值进行能量感知, 融合中心结合各单节点感知结果和分配的传输可信度作出最终判决。仿真结果表明, 在检测信道和传输信道均受到阴影衰落等因素严重影响下, 与单纯的动态阈值协作感知和传统的可信任度协作感知方法相比, 该方法能获得较高的检测概率。     

认知无线电网络中的一种新型协作频谱感知方法

提出一种能够应用于认知无线电网络中的新型协作频谱感知方法--双阚值能量检测,该方法同时利用了次要用户的接收信号能量和局部判决结果两种信息,由判决中心结合次要用户的局部判决结果和接收信号能量,做出最终判决从而确定主要用户存在与否.该方法在通信流量增加不多的情况下能够充分提升检测性能.仿真结果表明当接收信号能量落入延迟判决区间的概率较大时,该算法能够显著地改善认知无线电网络的协作频谱感知能力.     

基于Agent的协作频谱感知算法

为了提高认知无线电频谱感知技术的性能, 提出一种新的基于Agent的协作频谱感知算法。该算法在本地检测中使用多门限能量检测,同时将认知节点估计的信噪比的值发送到Agent控制中心,在控制中心根据每一个认知节点发送的信噪比的值和该节点与发射机的距离进行权衡,选取可靠性和有效性较高的认知节点参与判决融合。仿真结果表明,该算法能够很好地提高认知无线电网络的协作频谱感知能力,同时在一定程度上减少了原有协作感知算法中参与感知节点的数目。     

基于位置预测的认知车联网协作频谱感知算法

针对认知车联网中由地形起伏或密集城市结构而引起的频谱感知性能低、延时大等问题,提出了一种基于位置预测的协作频谱感知算法。首先,采用能量检测法进行本地频谱感知,通过将次用户接收到的信号能量大小和预先设定的阈值进行比较,初步判定频谱是否被主用户占用。然后,利用认知车联网中车辆位置预测技术,计算车辆位置和信道状态信息,并据此设置置信值,删除置信值低的次用户。最后,在融合中心采用加入置信值的似然比融合规则得到最终判决结果。仿真结果表明,与传统算法相比,所提算法能有效提高频谱感知性能并缩短感知时间,尤其适用于对实时性要求较高的车联网系统。     

基于循环谱的中继合作频谱检测方法

结合循环谱检测和中继合作检测,提出一种衰落信道频谱检测方法。利用不同信道的信道增益和认知用户间的相关性,构建两用户合作信道模型,给出检测统计量的表达式。在此基础上,分析多用户网络的中继合作并进行检测性能仿真,结果表明,当虚警概率较小时,该方法能提高检测概率和检测灵敏度,且灵敏度的增益随认知用户间距离的增大而减小。     

非理想报告信道下协作频谱感知研究及性能分析

分析了理想报告信道下协作频谱感知性能,提出了基于改进的能量检测的协作频谱感知方案。改进的能量检测器通过对接收信号样本取任意正数p次方的和作为检测统计量,每一个认知用户将本地检测结果发送到数据融合中心,数据融合中心采用OR准则最终判断授权用户信号是否出现。针对非理想报告信道情况,推导了误检概率最小下参与协作的认知用户个数,并数值仿真得到了误检概率最小下的p值。数值仿真结果也表明协作频谱检测概率在低信噪比情况下随着p值的增大而提高。     

一种认知无线电的分布式合作频谱检测方法

在认知无线电的实际应用场景中,频谱检测技术至关重要。针对具有阴影衰落,多径衰落及噪声变化的无线通信环境,分析了噪声的不确定性对能量检测的影响,并根据每个认知用户接收到信噪比[γ]的不同,采用一种动态调整判决门限的合作检测方法来提高频谱检测率。仿真实验表明,该方法比一般的合作检测方案在避免对第一用户产生干扰的条件下,明显提高了频谱检测效率,使授权用户网络和认知用户网络都能得到可靠的通信。     

异构无线网络的认知节点位置分析

针对异构无线网络的协同频谱感知的检测能力问题,提出了一种基于信号相关特性的协同判决策略,采用环状对称的认知节点预布置方法来提高预定区域内主用户的检测能力.通过对称布置认知节点对之间的协同检测来减少隐藏终端误判概率,解决双工状态的主用户检测问题并实现对处于接收状态的异构网络主用户的非协议解析.数值仿真验证了该认知节点预布...