認(rèn)知無線電中的頻譜檢測和干擾檢測技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信行業(yè)迅猛發(fā)展，無線頻譜資源愈加稀缺，而傳統(tǒng)策略為采用固定頻譜分配方式，這就使得頻譜利用率變得更低，無法滿足當(dāng)前急劇增長的用戶的需求。于是為了滿足這強烈的頻譜需求，國外研究學(xué)者提出了認(rèn)知無線電這一概念。認(rèn)知無線電是一種能夠動態(tài)地檢測空閑頻譜的智能頻譜共享技術(shù)，能有效的解決無線通信中頻譜資源不足的問題，使得無線通信系統(tǒng)更加智能化。而頻譜感知技術(shù)就是實現(xiàn)認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)。本文主要研究認(rèn)知無線電中的頻譜感知技術(shù)。
　　本文

2、首先分析了頻譜感知發(fā)展背景和現(xiàn)狀，并詳細(xì)分析了常用的幾種頻譜感知算法，同時還對這幾種算法進(jìn)行了理論推導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上，分別在單天線、多天線和仿真干擾環(huán)境下，提出了新的頻譜檢測算法，并進(jìn)行性能分析。
　　在單天線環(huán)境下，針對現(xiàn)有基于擬合優(yōu)度頻譜檢測算法的不足，本文提出了基于順序統(tǒng)計量的盲檢測算法。所提盲檢測算法利用 t分布和順序統(tǒng)計量結(jié)合，克服了現(xiàn)有順序統(tǒng)計量方法需要噪聲方差已知的缺點。分析結(jié)果表明這種基于順序統(tǒng)計量的盲檢測方法比基于

3、Anderson-Darling的盲檢測方法具有更好的性能。
　　在多天線環(huán)境下，針對多輸入多輸出系統(tǒng)，本文提出了基于多元特征函數(shù)的頻譜盲檢測算法。該算法是一種以信號的整體特征為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信號檢測的基于非參數(shù)假設(shè)檢驗的頻譜檢測方法。通過計算次用戶多天線系統(tǒng)接收到的信號樣本向量的經(jīng)驗特征函數(shù)，該頻譜檢測就轉(zhuǎn)換為多元特征函數(shù)檢測問題，通過度量經(jīng)驗特征函數(shù)與已知特征函數(shù)的距離，實現(xiàn)檢測。理論分析和仿真結(jié)果表明了多輸入多輸出系統(tǒng)中基于多元特

4、征函數(shù)的頻譜盲檢測算法比現(xiàn)存的頻譜檢測方法，具有更好的性能。
　　在仿真干擾環(huán)境下，本文提出了認(rèn)知擴頻通信中基于隨機矩陣的頻譜檢測算法。該算法從信號的整體性出發(fā)，計算接收向量空間的樣本協(xié)方差矩陣特征值來進(jìn)行頻譜檢測。其基本原理是，通過接收信號樣本協(xié)方差，進(jìn)行特征值分解，干擾信號與擴頻信號就進(jìn)行了分離，使得統(tǒng)計量與干擾用戶無關(guān)，提高了干擾環(huán)境下的頻譜檢測性能。理論分析和仿真結(jié)果表明，在仿真干擾存在的情況下，基于隨機矩陣的頻譜檢測方法