空白電視頻段頻譜感知關(guān)鍵方法的研究.pdf

1、近些年來，隨著移動智能終端的普及和無線通信中各種數(shù)字業(yè)務(wù)的急劇增長，導(dǎo)致有限的頻譜資源變得日益緊張，已成為制約無線通信發(fā)展的瓶頸。然而，不論是在城市地區(qū)還是在偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村，由于靜態(tài)的頻譜分配模式以及模擬電視到數(shù)字電視的轉(zhuǎn)變，大量的電視頻譜資源在時間和空間上存在不同程度的閑置。同時，電視頻段位于甚高頻和超高頻，具有良好的傳播特性和廣泛的應(yīng)用前景?；谏鲜鲈?，許多組織，如FCC、OFCOM，都頒布了開放空白電視頻段的法令并制定了相應(yīng)的運(yùn)營規(guī)

2、則。運(yùn)營規(guī)則要求電視頻段上的非授權(quán)用戶不能對授權(quán)用戶(電視信號和無線麥克風(fēng)信號)產(chǎn)生干擾，所以，“如何感知空白電視頻譜”已成為研究熱點(diǎn)問題。
　　 感知空白電視頻譜等價于對授權(quán)用戶的檢測，本文首先研究了如何實(shí)現(xiàn)對電視信號的檢測。針對電視信號固有的特征，目前大多數(shù)檢測方法是基于導(dǎo)頻信號或先驗(yàn)信息來完成對電視信號的檢測。然而，當(dāng)電視標(biāo)準(zhǔn)中不含導(dǎo)頻信號或者信噪比很低時，這些檢測方法就會失效。為解決這些問題，本文提出了一種基于時域互相關(guān)

3、的檢測方法。此外，對實(shí)際電視頻段的頻譜分析發(fā)現(xiàn)，電視頻段經(jīng)常會受到窄帶干擾的影響，它的出現(xiàn)不僅會降低檢測器的穩(wěn)健性還會提高時域互相關(guān)檢測器的虛警概率。為了抑制窄帶干擾，本文提出了頻域互相關(guān)系統(tǒng)模型，并且設(shè)計了基于該模型的兩種檢測方法。仿真結(jié)果表明，本文提出的方法能有效地抑制窄帶干擾。
　　 其次，本文研究了無線麥克風(fēng)信號的檢測方法。在實(shí)際環(huán)境中，窄帶干擾是不可避免的，它的功率譜與無線麥克風(fēng)信號的功率譜極為相似。然而，目前已存在的

4、檢測方法無法正確區(qū)分它們而導(dǎo)致了極高的虛警概率，使得可用空白電視頻段數(shù)目急劇下降。為解決這個難題，利用無線麥克風(fēng)信號的功率譜相比窄帶干擾的功率譜有略微展寬的特征，本文設(shè)計了基于周期圖的無線麥克風(fēng)信號檢測方法。仿真結(jié)果表明，相比于已有的方法，該方法能有效地解決當(dāng)前無線麥克風(fēng)信號檢測中的最大難題。
　　 最后，為了為感知算法提供一個實(shí)際的測試平臺，本文設(shè)計了感知系統(tǒng)的硬件平臺。利用該平臺實(shí)現(xiàn)了對電視信號和無線麥克風(fēng)信號的采集，對采集