随机共振在认知无线电频谱感知中应用的最新研究进展

邓 钦,万 频,王永华,李岳洪,杨 健

(广东工业大学 自动化学院,广州510006)

1 引 言

目前,无线通信技术在应用中面临着频谱资源严重匮乏的问题,主要原因不是频谱资源太少,而是频谱资源利用率过低[1]。认知无线电技术的出现,有效地解决了频谱资源“浪费”的问题。认知无线电的核心思想是允许认知用户(Secondary User,SU)在不对主用户(Primary User,PU)产生有害干扰的情况下动态地使用空闲的授权频段[2]。频谱感知是认知无线电的一项关键技术,它的主要功能在于检测可供认知用户使用的频谱空穴,以便认知用户能接入未使用的信道;同时监测主用户信号活动的情况,保证主用户再次使用该频段时,认知用户能够快速退出相应频段。

认知无线电频谱感知技术的研究主要集中在单节点感知(本地感知)和多节点协作感知[3]。单节点感知即单个认知用户对主用户的检测,包括能量检测、匹配滤波检测、循环平稳检测、自相关检测、协方差矩阵特征检测、干扰温度检测等;多节点协作感知即多个认知用户协作检测主用户信号,又可分为集中式感知和分布式感知。

在单节点感知技术中,能量检测的计算复杂度最低且容易实现,但是在低信噪比的环境下其检测性能会急剧降低[4];自相关检测具有与能量检测可比的计算复杂度,但是它在恒虚警概率的条件下检测性能低于能量检测器,原因是在主用户带宽多余时的非零滞后导致自相关系数趋于零[5];在循环自相关检测……