一种改进的认知域自适应干扰温度估算算法

刘 伟,王红军,张旻

(解放军电子工程学院, 合肥230037)

1 引 言

认知无线电[1-2]是一种能够与其操作环境进行交互进而改变传输参数的新型无线电,能够通过频谱感知搜索频谱空穴动态地利用频谱[3-5],并且在主用户的再次出现,实现主动规避,从而不影响其他用户的工作。美国联邦通信委员会(FCC)在2002 年针对认知无线电的需求提出了“干扰温度”的概念,将“干扰温度”定义为衡量授权用户接收机所受到干扰的标准。当电磁环境里不存在通信用户的信号时,干扰温度主要来自基底热噪声。“干扰温度限”则被定义为在最初噪声基准的基础上,授权用户接收机所能够容忍的由于认知用户加入而带来的干扰能量提高的最高程度,用来表明某应用场景里特定工作频段内满足接收要求的最差无线传输环境,认知用户累积干扰只要不超过干扰温度限,就可以共享使用该频谱工作。当有通信用户出现时,无论授权用户还是认知用户的发射信号都会导致干扰温度升高。因此,通过对“干扰温度”的估算,并将其与“干扰温度限”进行比较,就可以得到未知电磁环境下频谱利用概况,作为是否能够通信的依据。

关于干扰温度的测量,基于多窗口谱估计(Multi-taper Method,MTM)联合奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的算法为当前次最优干扰温度估计方法[6-8]。Haykin S 为实现干扰温度估计,提出了如下两点假想[1]:设想采用较大数量的传感器,将传感器分布在待查的区域内,用以克服不同空间位置上电磁环境的空间差异;基于这种多传感器的思想,采用多窗口谱估计联合奇异值分解(即MTM-SVD 算法)来进行干扰温度的谱估计。……