基于循环谱对称性的频谱感知算法

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高阶循环特性下联合频谱感知算法研究

高阶循环特性下联合频谱感知算法研究张怡;黄印;张西凯【摘要】高效的频谱感知算法是认知无线电系统有效通信的前提；现有的能量检测算法复杂度较低,但其性能易受到噪声不确定度的严重影响,为提高频谱感知的速度和性能,采用了联合频谱感知算法；该方法利用双门限的能量检测法进行粗检,将判决结果划为三个区域,并使用高阶循环统计量检测算法对中间混淆区域进行二次判决；然后给出了噪声确定或不确定的情况下,联合频谱感知算法和单一检测算法的检测性能和算法复杂度的仿真分析；结果表明,联合频谱感知算法在增加计算复杂度不多情况下,得到较高的检测性能,优于单一检测算法,是一种快速准确的频谱感知算法.%Efficient spectrum sensing algorithm is the premise of cognitive radio communication systems. Energy detector which has low computational complexity is the most common way, but its performance will experience a significant loss under a small noise fluctuation. In order to improve the speed and performance, we use joint spectrum sensing algorithm. With dual-threshold energy detection for the primary band. It will be zoned into three areas. Then high order cyclostationary detection for the confused area. We simulate performance and compu-tational complexity of these algorithms under noise certain or uncertainty. Comparing these results, it show that the joint spectrum sensing algorithm is a fast and accurately spectrum sensing algorithm, which has a high detection performance under a small increase in complexity.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2011(019)008【总页数】4页(P1983-1986)【关键词】认知无线电;高阶循环平稳;联合检测;双门限【作者】张怡;黄印;张西凯【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安 710072;西北工业大学电子信息学院,陕西西安 710072;西北工业大学电子信息学院,陕西西安 710072【正文语种】中文【中图分类】TN911.70 引言传统无线网络采用的固定频谱分配政策已经无法满足急剧增长的无线通信业务所带来的频谱资源需求，认知无线电随着无线通信技术的迅猛发展而被提上日程，它通过检测频谱空穴，实现了动态频谱接入［1－2］，提高了频谱利用率。

基于循环平稳特性的双循环频率频谱感知技术

近于零 . 选择一延时序列 τ 1 ,τ 2 , …,τ N 和一个循 ) , 环频率α, 利用下式构造向量 ^ r x (α
) > [ Re{ R ^ r x (α ^ x (τ ^ x (τ 1 ) } , Re { R 2 ) } , …,
钟国辉a 赵震b 屈代明a
( 华中科技大学 a 电子与信息工程系 ; b 数学与统计学院 ,频谱接入过程中对主要用户的检测性能 ,提出将双循环频率频谱感知技术用于 Dandawate 检验的方法 . 分析了在多径衰落环境下双循环频率上的循环自相关 ,利用主要用户通信信号在正负循环频率上的共轭循环自相关受噪声和多径衰落影响弱相关的特性 ,将 Dandawate 的渐进最优检验算法扩展到双循环频率 ,并保留了恒定误警概率的性质 ,论证了双循环频率感知技术能够达到频率分集的效果 . 通过对比仿真证实其较单循环检测器有更好的检测效果 . 关键词 : 认知无线电 ; 频谱感知 ; 循环平稳检测 ; 双循环频率 ; 动态频谱接入中图分类号 : TN911. 23 文献标志码 : A 文章编号 : 167124512 (2010) 0720078204
频谱感知是认知无线电 ( CR) 的关键技术[ 1 ] , 目的是保护主要用户 ( PU ) 不受干扰和发现频谱接入机会 . 而循环平稳检测 [ 2 ] 是 CR 频谱感知中得到广泛研究的方法 , 循环平稳特性可能是由调制、交织或编码等引起的[ 3 ] . 文献 [ 4 ] 将循环平稳特性引入无线通信领域 , 文献 [ 5 ] 提出 “循环平稳签名” 并应用于 CR 频谱检测 , 文献 [ 6 ～ 10 ] 对循环平稳特性检测算法有进一步的探讨 . 本文基于双循环频率扩展了文献 [ 8 ] 的算法 ,通过分析指出

基于循环平稳特征的自适应频谱感知算法研究PPT

2 n
n2
14
预计成果
• 最优循环平稳特征量的提取 • 最佳自适应判决门限的设置 • 噪声功率和信号功率的估计 • FPGA硬件仿真的实现
15
谢谢！
16
均值和方差的高斯分布
z~No (n r,m n 2)
H0
No (n r m s,n 2 s 2) H 1
8
求出虚警率检测率
根据虚警率和漏检率与门限值的关系，求出其表达式
TH为判决门限，其虚警率 P和F 漏检率分PD别为
PF TH
1
e dz, (z2nn2)2
2n2
PD1TH
1
e d,z (2 z (n2 n ss2))2
• 通过加权算法得到检测率与门限值的数学关系表达式，根据最佳检测率准则计算出最佳门限值。
5
算法部分主要内容
建立检测统计量在信号循环谱循环频率处建立合理的检测统计量
求出信号的循环谱，在循环频率处的循环谱的模作为第一个检测统计量，其实部的模作为第二个检测统计量。
6
统计量分布规律
研究统计量的统计特性
计主信号能量。仍然把信号频谱Y平均分成V和W，
选取能量较高的那一部分，因为主用户信号更可
能存在于这段频谱中。假设W为能量大的一部分，
找到其中最大幅度点所对应的频率，计算f 0 出该频率3dB范围的接收信号功率，然后y 2 可以求得
主用户信号的功率
s2 y2n2 进而估算出信噪比为
r
s2
2 y
2 n
求得最佳门限为
2
2 s Z
nn 2
s(n 2s 2)n 2
s22n 2
2
s 2(n 2s 2)ln(

感知无线电系统中改进的循环频谱检测算法

感知无线电系统中改进的循环频谱检测算法
虞贵财;罗涛;黄振;乐光新
【期刊名称】《北京邮电大学学报》
【年(卷),期】2009(32)2
【摘要】提出一种基于改进的正交频分复用(OFDM)循环谱检测算法,该算法检测率高,所需检测时间短,运算复杂度几乎不变.仿真结果表明,与传统循环谱算法相比,该算法在信噪比低1个数量级而检测时间不变的情况下,检测性能仍优于传统循环谱算法,增强了对微弱信号的检测能力,提高了频谱检测的性能.
【总页数】4页(P89-92)
【关键词】感知无线电;频谱检测;循环平稳特性;循环谱
【作者】虞贵财;罗涛;黄振;乐光新
【作者单位】北京邮电大学无线通信系统与网络实验室;泛网无线通信教育部重点实验室(北京邮电大学)
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.22
【相关文献】
1.基于非理想感知的认知无线电系统感知时间与频谱分配联合优化算法 [J], 任丙印;许光飞;王大鸣;胡捍英
2.认知无线电中基于特征值检测的频谱感知算法 [J], 雷可君;杨喜;彭盛亮;曹秀英
3.认知无线电OFDM系统中符号内相关频谱感知算法 [J], 段鹏;何明一;薜敏彪;党
群
4.认知无线电中基于压缩感知的非重构频谱检测算法 [J], 安爽; 邵建华
5.基于循环平稳的多天线感知无线电频谱检测 [J], 陈星;贺志强;吴伟陵
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基于循环平稳特征的频谱感知技术研究

基于循环平稳特征的频谱感知技术研究今日，在生物信号分析、声学研究以及智能信号处理等研究领域，提取准确的特征对于探索信号本质非常重要。

随着频谱感知（Spectral perception）技术的日益成熟，如何基于循环平稳特征（Cyclostationary feature）有效地解析信号的频谱感知属性成了一个重要的研究课题。

为了研究上述问题，首先要理解循环平稳特征的概念。

循环平稳性是指线性系统的信号的某些特性在某些周期上保持不变。

由于频谱感知技术中的信号往往是具有循环平稳特征的，因此，循环平稳特征是重要的输入条件，有利于让信号有效地被解析出来。

其次，要深入了解频谱感知技术。

频谱感知技术是一种可以分析和解析信号的频谱特性的技术，主要的功能是实现对无线电信号的快速检测、识别和跟踪，以及能量谱图。

并且，频谱感知技术可以穿越恶劣环境中难以实现和可靠检测的电磁源，从而实现智能和自动化监测。

第三，本次研究主要采用基于循环平稳特征的频谱感知技术来解析信号。

对于实现有效的信号解析，应针对循环平稳特征的频谱感知技术及其复杂性进行深入的分析，给出一系列严格的理论论证，提出适用于不同应用的模型，并且考虑应用模型的耐受误差等因素，以提高检测的精确性和可靠性。

本次研究的具体步骤为：首先对循环平稳特征的频谱感知技术的本质研究，以确定其主要特性；其次，在实验室中，结合仿真实验建立实际信号模型，从而实现对循环平稳特征的频谱感知技术的有效测试；最后，运用基于循环平稳特征的频谱感知技术，对检测信号中的循环平稳特征进行解析，以实现高效、精准的信号检测和识别。

本次研究的成果表明，基于循环平稳特征的频谱感知技术可以有效的揭示信号的频谱特性，实现高效的信号检测、识别和跟踪，以及能量谱图。

本研究为今后实现更智能、更自动化的信号检测提供了理论参考和研究基础。

总之，本文以《基于循环平稳特征的频谱感知技术研究》为题，通过分析循环平稳特征的概念和频谱感知技术的本质，研究了基于循环平稳特征的频谱感知技术，为实现智能、自动化的信号检测提供了理论参考。

一种基于循环谱分析的调制信号识别算法

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认知无线电的频谱检测应用当中，循环平稳特性和式中（，时间平均统计。 ●）表示
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技术交流
２１１数据通信０２．
ＴｃｎｌｇｓｕｓｏｅｈｏｏｙＤｉｃｓｉｎ
１引言
备认知能力、能够识别信道特性并动态调整系统资真试验表明本文提出的调制识别算法在各衰落信道Ｎ｛至一ｄ时均具有较好的分类识别性能。源的分配而得到广泛的应用。自动调制识别技术是下以及ＳＲ￣５Ｂ实现认知无线电通信系统认知能力的关键技术。
在过去几十年，调制识别技术已经广泛运用到２循环谱分析
根据循环谱的这一对称性，本文提出提取信号码元速率下的数据作为训练或测试样本数据。
循环谱的截面图０或）截面图（＝或一）４１识别模拟调制信号（Ｍ、Ｍ、Ｍ）和厂ａＯ．ＡＦＰ
作为特征参数，即
ＡａｏｄｌｔＲｃｇｉｏｎｌｇＭｏｕａｌ￣ｅｏｎｔｎＩＡＷＧＮＣｈｎｌｉｎａｎｅ
技术交流
ＴｃｎｌｇｓｕｓｏｅｈｏｏｙＤｉｃｓｉｎ数据通信２１．０２１
一
种基于循环谱分析的调制信号识别算法
管鹏辉张琳（中山大学信息科学与技术学院广州５０６）１００
摘
要：对调制信号识别技术进行了研究。传统的调制识别方法需要先验已知待测信号的某些关键参数

基于周期循环平稳检测算法的频谱感知技术研究

基于周期循环平稳检测算法的频谱感知技术研究摘要：认知无线电作为一种革命性智能频谱共享技术，可显著提高频谱的使用率，近年来受到了人们的广泛关注。

组建实际认知无线电网络需要解决的核心问题是：如何准确地识别频谱空穴并检测授权用户出现。

因此，作为解决这一问题的频谱感知技术是决定认知无线电能否实现的关键技术之一。

本文重点研究了基于周期循环平稳检测的频谱感知技术，简单地阐述了频谱感知技术的发展，应用和现状，系统地介绍了实现频谱感知的几种算法并加以比较，详细地论述了周期循环平稳检测算法的原理及实现过程。

然后对该算法结合理论和仿真图进行了性能分析。

最后，通过仿真说明周期循环平稳检测在低信噪比的情况下仍具有良好的性能，而且能区分不同类型的调制信号。

关键词：认知无线电，频谱感知，周期循环平稳检测算法Abstract: As a revolutionary smart spectrum sharing technology, CR can significantly improve the spectrum utilization and draw more and more attention within these years. The core problem of constructing the actual cognitive radio networks is how to find the spectrum hole and identify the license users. So spectrum sensing, as a solution to this problem plays a vital role in CR realization.This paper presents the cyclostationary spectrum density detection method for estimation and spectral autocorrelation function technique to analyze the spectrum, and shows the development, applications and state of spectrum sensing, roundly introduces current several methods for spectrum sensing and the relation of them, and particularly analyzes basic principle and implementation of cyclostationarity spectrum detection, and analyzes the dominant cyclic features. Moreover, a simulational analysis suggests that cyclostationary spectrum detection is optimal for signal detection having low signal-to-noise (SNR) values. In addition, we can distinguish modulation signals in different types using the method.Key words: cognitive radio, spectrum sensing, cyclostationarity spectrum detection目录1 绪论 (3)1.1研究背景及意义 (3)1.2 研究现状 (6)1.2.1认知无线电的国内外研究现状 (6)1.2.2认知无线电中频谱感知技术的国内外研究现状 (8)1.3 本文工作和内容组织 (12)2 基于信号周期平稳特性的频谱感知算法基本理论 (13)2.1 引言 (13)2.2 周期平稳相关概念及定义 (13)2.2.1 周期平稳信号 (13)2.2.2 循环谱密度函数 (15)2.2.3 循环谱密度函数特点 (16)2.3周期平稳特性的噪声抑制性能 (16)2.4 循环谱的估计 (17)2.4.1谱相关函数的计算 (17)2.4.2 离散信号的循环谱估计 (18)2.5 周期循环检测法 (20)2.5.1 理论分析 (20)2.5.2算法描述 (20)2.6 本章小结 (21)3 周期循环平稳检测算法性能分析及优势 (22)3.1 性能分析 (22)3.1.1 不同窗函数对性能的影响 (22)3.1.2 检测数据序列长度对性能的影响 (24)3.1.3 滑动步长对性能的影响 (25)3.1.4 信道对性能的影响 (27)3.2 周期循环平稳检测算法的主要优势 (29)1.系统抗噪声能力强 (29)2.区别不同类型的调制信号 (33)3.3 本章小结 (38)4 全文总结和未来工作展望 (39)致谢 (40)参考文献 (41)1 绪论1.1研究背景及意义近年来，无线技术领域正在进入一个高速发展的繁荣时期，各种创新无线技术不断涌现并快速步入商用，无线应用市场异常活跃，无线技术自身也在快速演进中不断革新。

一种基于循环谱特征识别的频谱感知算法

第３７卷第２０期
Ｖ＿．７Ｏ３１
・Байду номын сангаас
计
算
机
工
程
２１年１０１０月
Ｏｃｏｒ０１ｔｂｅ２１
ＮＯ．０２
ＣｏｕｔｒＥｎｎｅｒｎｍｐｅｇｉｅｉｇ
人工智能及识别技术・
一
文章编号：ｌｏ３２（１）＿２７０－４８ｏ１＿２— ３０２２０
ｇｅｔｌｅｕｃｓｔｅｃｍｐｅｉｉｉｔｎｕｓｅｗｅｎｎｉｅａｄｕｅｕｉｎｌａｃｒｔｌ．Ａｅｔｐａｆｒｉｏｓｒｃｅａｅｎｓｆｒｒａｅｙｒｄｅｈｏｌｘｔｗｈｌｄｓｉｇｉｈｂｔｅｏｓｎｓｆｌｓｇａｃｕａｅｙｙｅｔｓｌｔｏｍｓｃｎｔｕｔｄｂｓｄｏｏｔｅｗａｄｆｎｄｒｄｏｏｄｍｏｓｒｔｈｆｅｔｅｅｓｏｅｍｅｈｏ．Ｅｘｅｉｎａｅｕｔｈｗｅｓｅｔｍｏｅｆｄｆｅｅｔｐｍａｙｕｅｓｃｎｂｅｅａｉｓｔｅｎｔａｅｔｅｅｆｃｉｎｓｆｔｔｄｉｖｈｐｒｍｅｔｌｒｓｌｓｓｏｔｐｃｒｈｕｈｌｓｏｉｆｒｎｒｒｓｒａｅｉｄｔｃｅｔｉｈａｃｒｃｒａｅｈｎ９％ａｄｌｗｏｅｅｔｄｗｉｈｈｇｃｕａｙｇｅｔｒｔａ０ｎｏｃｍｐｌｘｔ．ｅｐｒｏａｃａａｓｙｔｅｕｒｍｅｔｏｐｃｒｍｅｓｎｎｃｇｉｖｅｉｙＴｈｅｆｒｎｅｃｎｓｔｆｈｅｒｑｉｅｎｆｓｅｔｕｓｎｉｇｉｏｎｔｅｍｉｉ

《基于循环平稳特性的MIMO系统频谱感知方法研究》范文

《基于循环平稳特性的MIMO系统频谱感知方法研究》篇一一、引言随着无线通信技术的快速发展，多输入多输出（MIMO）系统因其能显著提高频谱效率和通信可靠性而受到广泛关注。

然而，在复杂的无线环境中，频谱感知作为MIMO系统中的关键技术之一，其性能的优劣直接影响到系统的整体性能。

因此，研究有效的频谱感知方法对于提高MIMO系统的性能具有重要意义。

本文提出了一种基于循环平稳特性的MIMO系统频谱感知方法，旨在提高频谱感知的准确性和可靠性。

二、循环平稳特性概述循环平稳特性是指信号在经过一定的时间延迟后，其统计特性具有周期性。

在MIMO系统中，利用循环平稳特性可以有效提取出有用的频谱信息。

通过对信号的循环平稳特性进行分析和处理，可以抑制噪声干扰，提高频谱感知的准确性和可靠性。

三、MIMO系统频谱感知方法针对MIMO系统的频谱感知问题，本文提出了一种基于循环平稳特性的频谱感知方法。

该方法主要包括以下步骤：1. 信号预处理：对接收到的信号进行预处理，包括去噪、滤波等操作，以提高信号的质量。

2. 特征提取：利用循环平稳特性，对预处理后的信号进行特征提取。

通过分析信号的周期性、幅度、相位等特征，提取出有用的频谱信息。

3. 频谱感知：根据提取的特征信息，采用合适的频谱感知算法进行频谱感知。

可以采用基于能量检测、匹配滤波等算法进行频谱感知。

4. 决策与输出：根据频谱感知的结果，进行决策并输出频谱信息。

可以设置阈值等参数，对频谱信息进行分类和判断，从而得到准确的频谱信息。

四、方法实现与性能分析在MIMO系统中，本文提出的基于循环平稳特性的频谱感知方法可以有效地提高频谱感知的准确性和可靠性。

具体实现过程如下：1. 在信号预处理阶段，采用合适的滤波器和去噪算法对接收到的信号进行预处理，以提高信号的质量。

2. 在特征提取阶段，利用循环平稳特性对预处理后的信号进行特征提取。

可以通过对信号进行傅里叶变换、小波变换等操作，提取出有用的频谱信息。

基于能量和循环谱的两步频谱感知

ＣＡＯｎＭｅｇ，ＹＵ — ｎＺｈｉｙｏｇ，ＴＡＮｕｄａＷ —ｕｎ
（ｈｅｏｄＡｒｉｅｙＥｇｎｅｉｇＣｏｌｇ，ＸｉｎＳａｎｉ０５，ＣｉａＴｅＳｃｎｔｌｒｎｉｅｒｎｌｅｅｌ ’ ｈａｘ１２ａ７０ｈｎ）ＡｂｔａｔＳｅｔｕｓｒｃ：ｐｃｒｍｓｎｉｇｓｎｏｈｉｏｔｎｔｃｎｑｅｆｒｃｇｉｖｒｄｏｔｅｅｔｔｅｅｓｎｉｏｅｆｔｅｍｐｒａｔｅｈｉｕｓｏｏｎｔｅａｉ．Ｉｄｔｃｓｈｉ
提供依据。
现阶段频谱感知方法主要有：匹配滤波器法、能量检测法、循环平稳特征检测等。匹配滤波器检测是相关检测的最优检测算法，但必须知道被检测用户信号的先验知识以及要求精确的信息同步［。３能量检测具有计算简单，】无需用户先验信息等优点，但在低信噪比情况下检测的准确性偏低，而且受到噪声模型的限制［５４１－。循环平稳特
基于能量和循环谱的两步频谱感知
曹蒙，余志勇，谭武端
（二炮兵＿程学院，陕西西安７０２）第Ｔ１０５
摘要：频谱感知是认知无线电的重要技术之一，它通过测的检测时间短，以及循环平稳特征检测在低信噪比情况下的检测准确性高的优点，提出了基于能量和循环谱的两步检测算法。通过实验仿真表明，与循环平稳特征检测相
ｓｒｏｎｉｇｅｅｔｏａｎｔｃｅｖｒｎｎｎｒａ —ｉｅｔｕｒｕｄｎｌｃｒｍｇｅｉｎｉｏｍｅｔｉｅｌｔｏｍａｅｓｒｅｈｒ ‘ ｐｃｒｍｏｅｘｓｓｏｏ．ｍｋｕｅｗｈｔｅｓｅｔｕｈｌ ’ｅｉｔｒｎｔ

认知无线电中基于循环平稳特征的频谱感知方法

认知无线电中基于循环平稳特征的频谱感知方法
漆渊;彭涛;钱荣荣;王文博
【期刊名称】《重庆邮电大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2009(021)003
【摘要】提出一种基于信号频域循环平稳特征的频谱感知方法,该方法能够区分出授权和非授权信号的类型从而获取不同的频谱共享策略.将授权信号及非授权信号分别建模成线性周期时变变换,对授权信号和非授权信号进行频域的循环平稳特征分析,给出2类信号呈现循环平稳特征的位置,并给出用于鉴别2类信号的检测方法,其中推导了复过程中近似协方差矩阵的计算.仿真结果验证了该方法能在低信噪比中有效地鉴别出授权及非授权2类信号.
【总页数】5页(P353-357)
【作者】漆渊;彭涛;钱荣荣;王文博
【作者单位】北京邮电大学信息与通信工程学院,北京100876;北京邮电大学信息与通信工程学院,北京100876;北京邮电大学信息与通信工程学院,北京100876;北京邮电大学信息与通信工程学院,北京100876
【正文语种】中文
【中图分类】TN911
【相关文献】
1.基于OFDM频域内插导频的循环平稳特征频谱感知方法研究 [J], 刘乐;陈瑾
2.认知无线电网络中基于D-S证据理论的合作频谱感知方法 [J], 谢树京;沈连丰
3.认知无线电中基于特征值检测的频谱感知算法 [J], 雷可君;杨喜;彭盛亮;曹秀英
4.认知无线电中基于循环平稳的频谱空洞检测 [J], 刘向南
5.基于信号循环平稳特征的神经网络频谱感知算法 [J], 张士兵;张硕;陈家俊;张晓格
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基于循环平稳特征的频谱感知技术研究

基于循环平稳特征的频谱感知技术研究随着无线电技术的迅速发展，频谱感知技术已经成为无线电通信的关键技术。

基于循环平稳特征的频谱感知技术由于具有高精度、快速识别和低功耗等优势，已经成为频谱感知技术研究的热点。

本文基于循环平稳特征，全面论述了基于循环平稳特征的频谱感知技术，包括循环平稳特征的概念、特点及其用于频谱感知的方法，以及基于循环平稳特征的频谱感知技术研究的现状及其未来发展方向。

结果表明，基于循环平稳特征的频谱感知技术具有广泛的应用前景。

关键词：循环平稳特征；频谱感知技术；现状；未来发展1言近些年来，随着智能手机、无线网络和无线传感技术的快速发展，无线电通信频谱资源受到越来越多无线系统的竞争，这种竞争导致无线电频谱的重叠利用，并有可能导致频谱的紊乱和未合理利用。

因此，科学、有效的使用频谱资源，应用频谱感知技术已成为无线电通信领域的研究热点。

频谱感知技术可以用于检测、识别和定位频谱上的所有通信信号，并有效分配频谱资源，从而满足不同无线系统的需求。

基于循环平稳特征的频谱感知技术是一种利用循环平稳特征信号的频谱感知技术，是近些年来最具前景的一种频谱感知技术，因具有高精度、快速识别和低功耗等优势，已被认为是现代频谱感知技术的核心技术，广泛应用于无线电通信、无线广播和时频等众多领域。

本文针对基于循环平稳特征的频谱感知技术进行了全面研究，主要内容包括循环平稳特征的概念、特点及其用于频谱感知的方法，以及基于循环平稳特征的频谱感知技术研究的现状及其未来发展方向。

2环平稳特征2.1念循环平稳特征（cyclostationary feature）是指信号在时变时相平稳的一种平稳性质，是信号的一种次级特性，也可以说它是在时变域中保持相位一致性的一种特性，主要用于采用非时域技术的频谱感知[1]。

循环平稳特征的基本假设是信号有较强的周期性平稳特性，有节律的现象，因此可以用于无线信号的快速识别[2]。

2.2点循环平稳特征具有三个基本特点：空间一致性、时间一致性和时变时相平稳性。

基于循环平稳检测的协作频谱感知

基于循环平稳检测的协作频谱感知孙鹏;杨富程;宋杰;熊伟【摘要】在认知无线电系统中,电磁频谱资源的合理利用与高效管理依赖于电磁频谱信号的感知技术.为提高电磁信号的感知能力,我们通常在高效单节点检测的基础上,采用多点协作感知的方式来提高感知能力.本文提出了一种基于循环平稳检测的集中式协作频谱感知机制,在保证感知能力的基础上有效降低系统的复杂度.通过对仿真结果可以看到,在等增益合并准则条件下,本文提出的基于循环平稳检测的集中式协作频谱感知方法可以得到可靠的频谱感知效果.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】3页(P12-14)【关键词】循环平稳检测;协作检测;频谱感知【作者】孙鹏;杨富程;宋杰;熊伟【作者单位】部战区海军参谋部作战勤务保障大队,山东青岛,266000;海军航空工程学院信息融合研究所,山东烟台,264001;海军航空工程学院信息融合研究所,山东烟台,264001;海军航空工程学院信息融合研究所,山东烟台,264001【正文语种】中文0 引言近年来，随着电子技术和通信技术的飞速发展，有限的频谱资源同通信业务需求的不断增大形成了鲜明的矛盾。

而另一方面，大量宝贵的频谱资源处于闲置状态，根据美国联邦通信委员会的研究表明，通信频谱资源的利用率仅为15%-85%[1]，造成了严重的资源浪费。

因此，在这一背景需求下，通过对频谱资源的感知和再分配来提高频谱资源使用率的认知无线电技术应运而生。

简单来说，认知无线电技术是一种智能无线电通信技术，它可以通过连续不断地对外部电磁环境的感知[2]，并对这些感知信息进行分析、处理、判断、融合，进而形成对频段使用情况的判断。

通过有效搜索和利用空闲频段资源而不影响其他用户的使用，从而实现对不可再生资源的再次利用[2-5]。

电磁频谱感知技术是认知无线电技术的根本和前提，是保障高效分配和利用频谱资源的先决条件。

频谱感知技术是指对指定的空域、时域、频域内的频谱使用情况进行分析和感知，必须具有良好的检测性能才能避免用频冲突。

一种基于多个循环频率的联合循环谱感知方法

Ａｂｓｒｃ：Ｃｏｎｉｖａｏｉｎｅｆｃｉｅｗａｏｉｒｖｈｔｉａｉｎｅｃｅｃｆｓｅｔｕｍ，ａｄＩｓｔｅｔｋｙｔａｔｇｔｅｒｄｉｓａｆｔｖｙｔｍｐｏｅｔｅｕｉｚｔｏｆｉｎｙｏｐｃｒｉｅｌｉｎｔｉｈｉｅａｄｐｅｏｄｔｏｏｄｔｃｈｅｐｅｅｃｆｐｍａｙｕｅｎｄｓｅｔｍｏｅｑｉｋｙａｅｉｂｙｎｒｃｎｉｉｎｔｅｅｔｔｒｓｎｅｏｒｒｓｒａｐｃｒｉｕｈｌｕｃｌｎｄｒｌａｌ．Ｃｙｌｓａｉｎａｙｓｇｃｏｔｔｏｒｉ－ｎｌｄｔｃｉｎｉｅｉｂｌｔｏｆｓｃｒｍｅｓｎｎｃｇｔｖａｉｓｔｃｎｄｔｃｈｕｈｒｚｄｕｓｒｉｏａｅｅｔｏｓａｒｌａｅｍｅｈｄｏｐｅｔｕｓｎｉｇｉｏｎｉｅｒｄｏ．ＩａｅｅｔｔｅａｔｏｅｅｎｌｗｉｉＳＮＲｅｉ．Ｔｏｏｅｃｍｅｔｅｄｆｃｈｔｔｅｄｔｃｉｎｂｓｄｏｎｙｌｅｕｎｙｃｎｎｔｍａｅｆｌｓｆｔｅｒｇｍｅｖｒｏｈｅｅｔｔａｈｅｅｔｏａｅｎｏｅｃｃｅｆｑｅｃａｏｋｕｌｕｅｏｈｒｉｆｒｔｎｃｎａｎｄｉｉｎａｓｎｉｒｖｄａｇｒｔｍｓｐｏｏｅｎｏｍａｉｏｔｉｅｎｓｇｌ，ａｍｐｏｅｌｏｈｗａｒｐｓｄ．ＩｐｌｅｈａｒＶａｓｎｙｄｔｕｉｎｏｉｔａｐｉｓｔｅＣｈｉ— ｒｈｅａａｆｓｏ

基于循环平稳检测的WCSN频谱感知算法

基于循环平稳检测的WCSN频谱感知算法李强【摘要】在无线认知传感器网络中,感知节点采用能量检测法在低信噪比下检测概率较低,而传统循环平稳检测法复杂度过高.为此,采用一种基于频域简化的单循环平稳检测算法,推导算法虚警概率的闭合表达式,建立检测概率与实际信噪比之间的关系式.理论研究与仿真分析表明,该算法复杂度低于循环平稳检测法,与能量检测法持平,可以满足无线认知传感器网络中对频谱感知的性能要求.%Aiming at problem of the low probability of detection in low Signal Noice Rate(SNR) and high computation complex for traditional cyclic spectrum in the node of Wireless Cognitive Sensor Network(WCSN), a frequency-domain simplified single cyclostationary detection algorithm is adopted. A closed expression of false alarm probability is obtained, and the expression of direct relationship between detection probability and SNR in actual wireless environment is found out. Theoretical studies and simulation results show that the complexity of this algorithm is much lower than traditional cyclostationary detection, and as same as energy detection, so the algorithm can meet the performance of spectrum sensing in WCSN.【期刊名称】《计算机工程》【年(卷),期】2012(038)023【总页数】4页(P92-94,100)【关键词】无线认知传感器网络;频谱感知;循环平稳检测;能量检测;复杂度分析【作者】李强【作者单位】重庆大学通信工程学院,重庆400044【正文语种】中文【中图分类】TP3931 概述无陑传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由大量集信息采集、处理和无陑传输于一体的微型传感器节点组成的无陑自组织网络，在交通管理、医疗卫生、环境监测等领域具有广泛的应用[1]。

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ＡｂｔａｔｎｒｓｏｓｏｔｅｓｏｔｏｎｆｃｎｅｔｎｌｌｏｉｍｓｍｏｉｅＳｓｒｃ：Ｉｅｐｎｅｔｈｒｃｍｉｇｏｏｖｎｏａｇｒｔｈｉａｈ，ｄｆｄＳＣＡｓｅｐｏｔｄｔａｃｌｔｈｙｉｗａｘｌｉｃｕａｅｔｅｃ．ｅｏｌｃｉｐｃｒｌｏｒｌｔｎｏｃｉｅｉｎｌｏｅｒａｉｇｔｅｃｍｐｔｔｎｌｏｌｘｔ．ｙｌｓｅｔｒｅａｉｆｒｅｖｄｓｇａｒｃｅｓｎｏｕａｉａｍｐｅｉＳｍｍｅｒｆｙｌｐｃａｏ－ｃａｃｏｅｆｄｈｏｃｙｔｏｃｉｓｅｔｌｃｒｙｃｃｒ
ＧｒｅＷａｎｒＡ等人对循环平稳基础理论和谱相关理论ｄ
做了详细研究，并运用循环平稳理论建立了对弱信号检测的统一理论框架，环平稳理论建立起了所谓的循循环频率— 谱频率的二维频谱平面开辟了更为丰富的信号分析领域，因其更强的抗干扰、噪声能又抗力以及反映信号更多参数的优点满足了频谱感知技术的研究需要。
ＧｕｌｎＣＥａ．ｉｇ，ＡＮＸｉ—ｈＺＮＧｈｎ．ｈｏ，ＨＡＸｕ－ｎＡＯＹ — ｇ，ＨＮＹｎｐｎＧＵｕｚｉＨＡｏ，ＺｏｇｚａＳｅｕｊ
（．ｏｍｕｉｔｎＲｓａｃｅｔ，ｒｉｓｔｔｏＴｃｎｌｙＨａｉ５００Ｃｉａ１ＣｍｎｃｉｅｅｒｈＣｎｅＨａｎＩｔｕｅｆｅｈｏｏ，ｒｎ１０８，ｈｎ；ａｏｒｂｎｉｇｂ２ＤｅａｔｎｆｏｐｔｃｅｃｄＴｃｎｌｇ，ａｂｎｉｅｉｇｎｖｒｉ，ａｂｎ１００，ｈｎ）．ｐｒｍｅｔｍｕｅＳｉｅｎｅｈｏｏｙＨｒｉＥｇｅｒｉｅｓｙＨｒｉ５０１ＣｉａｏＣｒｎａｎｎｎＵｔ
ｐｓｄｏｅ．Ｃｏｖｎｉｎｌｂｎｒｙｏｈｓｓｃｎｉｏｓｔａｓｔｄｔｏｃｅｅｖｌｅａｃｒｉｇｔｙｎｅｔａｉａｙｈｐｔｅｉｏｄｔｎｗａｎｌｅｏｃｎｒｔａｕｃｏｄｎｏｓｍｍｅｒ．Ｉｒｅｏｏｉｒａｔｙｎｏｄｒｔｅｉｎｔｈｆｅｔｆｉｔｒｅｅｃｎｏｓ，ｏ — ｅｏｃｃｉｅｕｎｉｓｗｅｅｓｌｃｅ．ｉａｌ，ｈｅｏｍａｃｆｔｅｌｍｉａｅｔｅｅｆｃｅｒｎｅａｄｎｉｅｎｎｚｒｙｌｆｑｅｃｅｒｅｅｔｄＦｎｙｔｅｐｒｒｎｅｏｏｎｆｃｒｌｆｈ
Ｆｎｓｏｅｅｔｌｉｅｓｅ（ＴＲＦ０２１）ｕｄｒｈｎａＵｎｖｒｉｓＨＩＮＳＩ２１０８ｆｔＣｒｉｔ
通
信
学
报
第３２卷
统的无线规则与输入的无线电激励变化相适应，用使户自动选择最好的、最廉价的服务，使用最适合的无线资源完成无线传输。因此，认知无线电是从根本Ｊ上提高无线通信的频谱效率、功率效率、系统容量的技术手段，能满足未来高速高质量信息服务对宽带无线通信的需求，是实现通信系统具有可扩展、重构可功能的技术之一。通常，认知无线电系统的通信环境是比较复杂和恶劣的，要求作为认知无线电核心和基础的频谱感知算法在低信噪比下也要有好的性能［Ｊ３，，４
第３２卷第１期１
通
信
学
报
Ｖｏ－２ｌＮｏ．１３１Ｎｏｅｅ０ｖｍｂｒ１２１
２１年１０１１月
ＪｕｎｌｎＣｏｏｒａｍｍｕｉａｉｎｏｎｃｔｓｏ
基于循环谱对称性的频谱感知算法
高玉龙１，陈艳平，管修挚，张中兆，沙学军
ｈｏｃｎｓｕｅｒｙｏｅａｇｒｔｅｃｒｅｔｅｓａｄｔｅｓｐｒｏｔｆｎｗｌｏｔｍｓＵｓｎｙｎｈｉｉｉｈ．ｉｇｓｍｍｅｒｔｉｒｖｓｔｅｓｃｅｓｕｅｅｔｎｐｏａｉｔｏｙｍｐｏｅｕｃｓｆｌｄｔｃｉｒｂｂｌｙｆｒｈｏｉｌｗＮＲｎｅｕｅｅｃｍｐｔｔｎｌｏｌｘｔ．ｏＳａｄｒｄｃｓｏｕａｏａｍｐｅｉｈｔｉｃｙＫｅｒｓｃｃｉｐｃｒｌｏｅａｉｎｓｅｔｕｓｎｉｇｓｐｓｅｔｌｏｒｌｔｎａｇｒｈ；ｙｙｗｏｄ：ｙｌｓｅｔａｒｌｔ；ｐｃｒｍｅｓ；ｔｐｃａｒｅａｉｌｏｔｍｓｍｃｃｏｎｉｒｒｃｏｉｅｒｆＣＳｔｏＣｙ
构想，通过从时间和空间上充分利用空闲频谱资源，从而有效解决上述难题。以软件无线电为扩展平台 ¨ 的认知无线电是一种新的智能无线通信技术，它可以感知到周围的环境特征，并通过无线电知识描述语言
与通信网络进行智能交流，实时调整传输参数，使系
计算量；利用循环谱的对称性，选择非零循环频率处的循环谱抵抗干扰和噪声，结合对称性搜索策略进行频谱感知。分析并仿真了循环谱的参数对频谱感知算法的影响，仿真结果证明了所提出算法克服了传统算法的不足，提高了低信噪比下的正确检测性能。关键词：循环谱；频谱感知；分段谱相关算法；循环谱对称性
基金项目：国家重点基础研究发展计划（９３ “ ７ ”计划）基金资助项目（０７Ｂ１６１；中央高校基本科研业务费专项基金２０Ｃ３００）
资助项目（ＴＲＦ０２１）ＨＩＮＳＩ２１０８
ＦｕｄｔｎＩｅ：ＴｅＮａｏａＢｓｅｅｃｒｇａｏｈｎ９３Ｐｏｒｍ）２０Ｃ１６１；ＴｅｕｄｅｔｅｅｃｏｎａｉｔｍｓｈｔｎｌａｉＲｓａｈＰｏｒｍｆｉａ（７ｒｇａ（０７Ｂ３００）ｈｎａｎａＲｓａｈｏｉｃｒＣＦｍｌｒ
其突出的抗干扰、噪声的优点，并且涉及的理论较抗为复杂，所以相关的研究文献较多。前期的文献大Ｊ多是综述性质的，没有给出具体的算法描述。并后续的有些文献对其进一步研究，取得了较好的研究成
２循环谱算法选择及改进
目前，采用循环谱进行频谱感知的不足就是计算量大，因此本节主要对循环谱算法进行选择以及利用以前的研究成果对算法进行改进以达到减少计算量的目的。根据循环谱的理论，有限长数据的循环周期图不能直接作为循环谱的估计值，因
ＨＹＩＡＫＮＳ提出３种频谱感知的算法即匹配滤
波、能量检测以及周期特性检测Ｌ。匹配滤波器法因ｚＪ为需要知道很多的先验信息而很少被采用，而对于认知无线电，主要使用不需信号先验信息的能量检测法和循环平稳检测法。于能量检测法，由于其理论对较为清晰，算法步骤较为简单，因此只有不多的文献
ｐｅｅｔｄａｇｒｔｍｓｃｍｐｒｄｗｉｅｃｎｅｔｎｌａｇｒｔｍｓｂｉｕｆｓｍｕａｉｎＳｍｕａｉｎｒｓｌｓｐｏｅｒｓｎｅｏｈｗａｏａｅｔｔｏｖｎｉａｏｈｌｉｈｈｏｌｉｙｖｒｅｏｉｌｔ．ｉｌｔｅｕｔｒｖｄｔｏｏ
谱对称性为判断依据进行频谱感知以提高算法在低信噪比的检测性能。文内容的安排如下：第２节为本了减少基于循环谱的频谱感知算法的计算量，对现有的循环谱算法进行算法和改进；３节介绍提出的基第
于循环谱对称性的频谱感知算法的思路；４节分析第和仿真提出算法的性能；第５节是结束语。
１引言
随着移动通信的快速发展和大规模普及，为解决频谱资源贫乏和利用情况极不平衡的问题，Ｊｓｐｏｅｈ
Ｍｉｌｔｏ
收稿日期：２１—７２；修回日期：２１。１１０１０．４０１１—１
（ｎａｃｍｕａｏｔｏ）ｃｕｌｔｎｍｅｄ，频域平滑算法有ＦＭｉｈＳ（ｅｕｎｙｓｏｈｄｍｅｏ）ｆｑｅｃｍｏｔｅｔｄ。文献【４对３算法ｒｈ１】种
的计算量进行了比较。图１给出循环谱３种平滑算
法的运算量。
对其进行阐述。】而基于循环谱的频谱感知算法由于
ｒｌｔｎ（Ｓ）ｓｓｄｔｅｃｅｉｌｓｅｔｍ，ｒｅａａｄｍｅｏｆｅｃｉｇａｄｊｄｉｇｓｍｍｅｒｒｒ— ｅａｏＣＣｗａｅｄｔｔｈｅｐｃｕｃｔｎｔｄｏｌｔｇｎｙｉｕｏｅｔｄｒｉｒｉｈｓｅｎｎｕｔｗｅｅｐｏｙ