認(rèn)知無線電中基于循環(huán)譜的雙門限自適應(yīng)頻譜感知算法研究.pdf

1、自1999年Mitola博士提出認(rèn)知無線電的概念以來,許多學(xué)者在該領(lǐng)域投入了大量的研究,并且也隨著諸多新生概念的提出,人們將更多其它學(xué)科的研究內(nèi)容與認(rèn)知無線電相結(jié)合,使認(rèn)知無線電成為了一門綜合性的學(xué)科門類。同時認(rèn)知無線電也形成了具有自己特色的技術(shù),比如頻譜聚合,多載波功率分配等。而其中,頻譜感知技術(shù)則是認(rèn)知無線電所必須具備同時也是所獨(dú)有的技術(shù)。
　　頻譜感知技術(shù)主要是根據(jù)需要,對外界環(huán)境的狀態(tài)進(jìn)行信息獲取,其中可以是感知信道狀態(tài),

2、也可以是感知授權(quán)用戶的出現(xiàn)與否。本文的頻譜感知技術(shù)主要是基于后者的研究。傳統(tǒng)的頻譜感知技術(shù)主要有匹配濾波器檢測、能量檢測以及循環(huán)平穩(wěn)特性檢測。本文主要利用循環(huán)平穩(wěn)特性檢測法,因?yàn)榇朔N檢測方法能夠利用信號的循環(huán)平穩(wěn)特性將信號與噪聲很好的進(jìn)行區(qū)分從而檢測授權(quán)用戶的存在與否。
　　本文首先介紹了循環(huán)譜的基礎(chǔ)理論,同時對循環(huán)譜的發(fā)展做了一個概述。接著,本文以QPSK信號以及擴(kuò)頻信號為例,研究了利用信號循環(huán)平穩(wěn)特性檢測信號的可行性并且推導(dǎo)證

3、明了人工信號在非零循環(huán)頻率點(diǎn)存在峰值。同時,本論文也從理想狀態(tài)與實(shí)際狀態(tài)兩方面研究了噪聲對于循環(huán)譜感知的影響,也證明了循環(huán)譜在非零循環(huán)頻率點(diǎn)對于噪聲的抑制作用。
　　本文在循環(huán)譜檢測中的時域平滑算法的基礎(chǔ)上,對其進(jìn)行改進(jìn),提出了基于循環(huán)譜的雙門限自適應(yīng)感知算法,以減小頻譜感知的時延。本文研究了信號的循環(huán)譜模型,分析了其所服從的概率分布函數(shù),并且以非零循環(huán)頻率點(diǎn)的能量作為信號檢測的統(tǒng)計(jì)量,推導(dǎo)得出了在不同授權(quán)用戶狀態(tài)下的均值與方差,

4、從而得到了檢測概率、虛警概率與判決門限值的關(guān)系。同時本文還考慮了FFT變換所引入的字長效應(yīng)和舍入誤差,得到了其均值與方差的修正公式。本文利用貝葉斯準(zhǔn)則中的最小代價函數(shù)準(zhǔn)則,證明了其準(zhǔn)則是一個凸優(yōu)化過程,并且利用凸優(yōu)化工具得到了最優(yōu)的判決門限。同時本文還提出了第二判決門限,根據(jù)所設(shè)定的置信度的不同,得到不同的第二判決門限,該算法能夠根據(jù)所得檢測量值的不同自適應(yīng)地選擇迭代的次數(shù),從而達(dá)到自適應(yīng)減小計(jì)算量的目的。
　　最后,本文在FPG