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1、第15卷第1期上海大学学报(自然科学版)Vol.15No.12009年2月JOURNALOFSHANGHAIUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Feb.2009文章编号:100722861(2009)0120054206·研究简报·基于能量检测的频谱感知方法潘建国,翟旭平(上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室,上海200072)摘要:认知无线电是一种用于提高无线电通信频谱利用率的新的智能技术.首先简述认知无线电的背景和概念,针对认知无线电的频谱感知功能,详细地分析基于能量检测的频谱检测方法,在
2、此基础上研究了噪声方差的不确定性对检测性能的影响.针对无线信号检测具有本地局域性和能量检测存在信噪比极限的特点,提出一种分布式有限合作检测机制,推导出基于“OR”规则的有限合作机制的检测概率,并进行MonteCarlo仿真.理论计算和仿真结果都表明,该方法在虚警性能略有下降的基础上,能较大程度改善低信噪比情况下的检测性能.关键词:认知无线电;频谱感知;能量检测;合作检测中图分类号:TN929.5文献标志码:ASpectrumSensinginCognitiveRadioBasedonEnergyDetectionPA
3、NJian2guo,ZHAIXu2ping(KeyLaboratoryofSpecialtyFiberOpticsandOpticalAccessNetworks,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Cognitiveradio(CR)isviewedasanovelapproachforimprovingutilizationofthepreciousradiospectrum.Thispaperfirstreviewsthebackgroundandc
4、onceptsofCR,andtheninvestigatesenergy2detectionbasedspectrumsensingbyfocusingonthespectrumsensingfunction.Todealwiththeproblemoflocalsensingcharacteristicinwirelesssignaldetectionsintheenergydetectionprocess,adistributedM2cooperativedetectionschemeispresented.A
5、nalyticaldetectionprobabilitybasedonthe“OR”ruleispresented.Bothsimulationandtheanalyticalresultsindicatethat,withasmalltradeoffbetweendetectionprobabilityandfalsealarmprobability,theschemesignificantlyimprovesthespectrumsensingabilityunderlowSNR.Keywords:cognit
6、iveradio(CR);spectrumsensing;energydetection;cooperativedetection无线电频谱是一种宝贵的资源,目前采用的是时间内一些频段使用得非常频繁,而有时却没有用[1]基于频谱授权的静态频带分配的原则.这种静态户使用的缺陷,从而造成了频谱资源的浪费.认知无的无线频谱管理方式,虽然可以简单有效地避免不线电(cognitiveradio,CR)技术正是基于这一问题提[1]同无线通信系统间的相互干扰,但常常导致在某段出的,CR技术作为一种智能的频谱共享技术,可收稿日期:2
7、007209221基金项目:上海市教委基金资助项目(05AZ46;SHU05054);上海市重点学科建设资助项目(S30108);上海市科委基金资助项目(08DZ2231100)通信作者:翟旭平(1972～),男,讲师,博士,研究方向为无线通信.E2mail:zhaixp@shu.edu.cn第1期潘建国,等:基于能量检测的频谱感知方法55以实时地感知周围的频谱环境,检测某一特定时刻本工作采用恒虚警(CFAR)的方法,首先确定和环境下没有被占用的频带资源,加以再利用;能够虚警概率Paf,然后计算不同信噪比(SNR)情
8、况下的根据感知信息动态调整其传输参数,以最优的方式检测概率来衡量检测性能.认知无线电要求尽可能有效地传送信息,实现通信的可靠性和无线频谱的地保护授权用户(PU)不受到干扰,也就是对于主要高利用率.授权用户的检测概率越大越好.[3]频谱感知是认知无线电系统的关键技术之一,根据H.Urkowitz的研究,检测统计量可以近为了保证不干扰已授权用户的通
