基于多维特征融合的鲁棒频谱感知技术

母诗源 王晓庆

(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄 050081)

0 引言

无线通信技术的迅猛发展使得有限的频谱资源更加稀缺，然而频谱利用率相对有限。频谱感知作为认知无线电的一项关键技术，让用户机会性地使用空闲频谱来提高频谱利用率。

目前主流的频谱感知方法，具有不同的适用场景及优缺点。能量检测通过对信号的能量值与阈值进行判别，对于未知的多径散射信道具有鲁棒性，实现简单且可实现盲感知，但容易受不确定性噪声的影响，在低信噪比下感知性能衰减严重[1]。匹配滤波器检测方法能在短时间内得到最大的信噪比进行判别，适用于已知先验信息的场景，然而检测性能受载波频率偏移和相位噪声影响较大[2]。循环平稳特征检测在低信噪比条件下具有较高的检测性能，但需要准确知道授权用户的循环频率，同时计算复杂度较高。特征值检测基于接收信号的协方差矩阵，构建检验统计量，具有很好的抗干扰能力，然而依赖精确的同步信息和先验信息，且复杂度较高。

近年来，通过多天线频谱感知方法对抗噪声不确定性的恶劣影响，可使频谱感知性能得以改善[3]。文中提出一种新的频谱感知方法(MARE)，对噪声不确定性具有鲁棒性。该方法中，不需要授权用户传输信号、从授权用户到认知用户的衰落信道以及噪声方差的任何先验知识，仅通过样本协方差矩阵的多维特征值来提取信号丰富的特征，获得更好的感知性能。……