动态时变衰落信道下的频谱感知算法-论文.pdf

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1、第35卷第7期通信学报Vbl_35No．72014年7月JournalonCommunicatiOilsJuly2014doi：10．3969／j．issn．1000—436xJ2014．07．008动态时变衰落信道下的频谱感知算法孙梦巍，赵龙，许巧春，李斌，赵成林(1．北京邮电大学信息与通信工程学院，北京100876；2．国家无线电监测中心检测中心，北京100037)摘要：针对时变慢衰落信道中频谱感知问题，提出一种新颖的动态状态空间系统模型，将授权用户状态与时变衰落信道状态看作2个隐藏系统状态；在此基础上，提出一种联合估计时变信道增益与授权用

2、户状态的新型频谱感知方法。仿真结果表明，提出的新方案能够显著提高动态时变衰落信道中的频谱感知性能。关键词：时变慢衰落信道；频谱感知；动态状态空间系统模型；联合估计中图分类号：TN911．7文献标识码：A文章编号：1000．436X(2014)07．0063．07JlTeWSDect·rumSenSl●n2metJn■0d1Unn1ertime-variantflatfadingchannelsSUNMeng．wei，ZHAOLong，XUQiao．chun，LIBin，ZHAOCheng—lin(1．SchoolofInformationand

3、CommunicationEngine~mg，BeijingUniversityofPostsandTelecommunications，Beijing100876，China；2．InspectionCenter,TheStateRadioMonitoring_CenterTestingCenter,Beijing100037，China)Abstract：Adynamicstate·-spacemodel(DSM)waspresentedfortheproblemofspectrumsensingundertime·-variantflat

4、fadingchannels(TVFF)．Theprimaryuser(PU)stateandthefadingchannelwerecharacterizedashiddenstates．Onthisbasis，anovelmethodwasproposedtoestimatethePUstateandthefadingchannelgainjointlyandinrealtime．Thesimulationresultsshowthattheapproachproposedcouldimprovetheperformanceofspectr

5、umsensingapparentlyintime-variantfiatfadingchannels．Keywords：time··variantflatfadingchannels；spectrumsensing；dynamicstate·-spacemodel；jointestimation频谱感知是认知无线电技术中的关键部分【3J。1引言目前，频谱感知技术可分为3种检测方式：能频谱资源紧缺局势日益凸显致使新兴无线通量检测(ED，energydetection)、匹配滤波检测信业务的发展受到严重制约。另一方面，在专用频(MFD，match

6、edfilterdetection)[5]和循环平稳特征检谱分配政策下，授权频谱长期处于一种未被有效利~lJ(cyclostationarydetection)j。相比于其他2种检用的状态J。在此背景推动下，认知无线电技术(CR，测方式，能量检测因其计算复杂度较低、无需信号cognitiveradio)应运而生，成为目前有望缓解频谱资先验信息且检测时间较短等优势，成为目前应用最源枯竭与其利用率偏低这一主要矛盾的最具应用广泛的频谱感知方案之一。遗憾的是，传统ED方前景的新技术之一【2]。CR设备利用频谱感知案性能容易受信道状态影响。具体来讲，ED

7、中判(spectrumsensing)技术对无线频谱的使用状况进行决门限与接收信号能量密切相关，因而在时变衰落实时检测，当授权频段不被授权用户(也称为主用信道中，信道增益随时间变化的特性无疑将极大增户)占用时，非授权用户(也称为次用户或认知用加检测难度，并显著降低频谱检测性能。近年来，户)将机会性地动态接入并使用该空闲频段。因此，许多研究人员开展了在衰落信道中频谱检测方法收稿日期：201303．21；修回日期：2013．08．25基金项目：国家自然科学基金资助项目(61271180，61379016)；国家重大科技专项基金资助项目(2013ZX

8、03001015-003)：教育部博士点基金资助项目(2013O005l1o016)FoundationItems：TheNationalNatura