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基于能量检测的增强双门限频谱感知算法研究

基于能量检测的增强双门限频谱感知算法研究

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作者： Ait mesbah Omar 哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

射频(RF)频谱是一种有限的自然资源,它需要更有效地利用,以便以更高的数据速率向大量用户提供多样化的服务。由于无线宽带,多媒体用户和应用程序市场的迅速扩大,人们对这种宝贵的无线电资源的需求正在增加。在这种有限的资源中容纳更多... 详细信息

射频(RF)频谱是一种有限的自然资源,它需要更有效地利用,以便以更高的数据速率向大量用户提供多样化的服务。由于无线宽带,多媒体用户和应用程序市场的迅速扩大,人们对这种宝贵的无线电资源的需求正在增加。在这种有限的资源中容纳更多的无线应用程序似乎更具挑战性。然而,由于给定频谱分段和标准化无线系统的专用频率分配,可用频谱资源正变得日益匮乏。认知无线电(CR)技术是一种试图利用动态频谱管理原理来解决频谱拥塞和频谱利用不足之间的矛盾的频谱接入新策略,它允许CR用户适时地使用主用户的许可频谱(PU)。CR技术的一个关键要求是在短时间内实现频谱的无占用,同时避免对PU的干扰。这种能力直接取决于频谱感知,而频谱感知是决定CR系统可靠性的最重要步骤。CR频谱感知的一个巨大挑战是能够在短时间内精确检测主发射机的状态。频谱感知技术主要集中在主发射机检测上,其中包括匹配滤波器检测(MFD),循环平稳特征检测,能量检测(ED)等。能量检测(ED)由于具有广泛的适用性和简单性以及计算和实施成本低等优点,而成为了一种普及的CR频谱感知技术。然而,传统的ED方案对噪声不确定性效应敏感,由于噪声比(SNR)壁的存在,使得PU检测不具有鲁棒性,噪声功率的微小波动可能导致能量检测性能的显着下降。针对ED对噪声不确定性敏感的缺点,提出了双阈值,动态双阈值等好几算法。本文广泛地研究了频谱感知与能量检测技术。提出了一种新的基于能量检测技术框架的双阈值算法,并利用MATLAB2016a进行了仿真研究与分析。该算法提出了在协同感知下增加样本数量的方法来进行重新感知,成功提高了检测概率。这里使用“或”规则来决定主用户是否存在。将该方法的性能与现有的双阈值技术进行比较,在不考虑噪声不确定性的情况下,该方法在检测概率方面有了明显的提高。

关键词：认知无线电协作频谱感知能量检测方法双阈值检测方法

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