認知無線電的頻譜感知技術研究
加入技術交流群
靜態循環特征檢測是通過利用接收信號的靜態循環特征來檢測主用戶的。靜態循環特征檢測除了復雜度較高外，可以克服匹配濾波器檢測和能量檢測的缺點。調制后的主用戶信號一般會有載頻、跳頻序列、循環前綴等，從而使信號有內在的周期性。若信號的均值和自相關函數呈現周期性，且周期與信號的周期相同，則稱其是靜態循環的。我們可以通過分析信號譜相關函數中循環頻率的特性來確定主用戶信號是否存在。譜相關函數中，零循環頻率處體現信號的平穩特征，非零循環頻率處則體現信號的靜態循環特征。因為噪聲是平穩的，在非零循環頻率處不呈現頻譜相關性，而主用戶信號是靜態循環的，在非零循環頻率處呈現頻譜相關性。因此可以判定，若非零循環頻率處呈現頻譜相關性，說明存在主用戶信號；若僅在零循環頻率處呈現頻譜相關性，則說明只存在噪聲，主用戶信號不存在。靜態循環特征檢測無需知道信號的先驗信息而且能夠區分噪聲和有用信號，可以擺脫背景噪聲的影響，因此與上述兩種主用戶發射端檢測算法相比對信號有較好的檢測性能。但是，靜態循環特征檢測計算的復雜度高，所要求的觀測時間較長。本文引用地址：http://www.104case.com/article/158129.htm
4 合作檢測
無線環境中，信號傳輸會受到陰影、多徑等因素的影響，感知用戶的本地頻譜檢測不能滿足所要求的可靠性及快速性；更甚者，感知用戶受到嚴重陰影的影響時，會發生漏檢，從而會對主用戶系統造成干擾。為此，需要同頻段上不同感知用戶之間進行協同，提高檢測的可靠性以及快速性。合作檢測可分為中心式和分布式兩種協同方式。
4．1 中心式檢測
中心式檢測指認知無線電基站收集各認知無線電設備感知到信息，探測可用頻譜，然后廣播該信息給其它認知無線電設備或者直接控制認知無線電通信。該感知結果由稱之為AP的接入點收集，目的是減輕信道衰落影響，增強檢測效果。研究軟硬信息匯總方式是為了減少錯失機會的概率。文獻表明，在錯失機會概率方面，軟信息相結合優于硬信息相結合的方法。
4．2 分布式檢測
多徑衰落和陰影衰落都會影響單一檢測器的檢測性能。由于所有檢測器都位于深衰落的概率非常低，研究者傾向于采用分布式感知方法來提高檢測性能和可靠性，從而降低對單一檢測器的苛刻要求。在分布式感知技術中，為了達到良好的檢測性能，往往需要較高的控制信道帶寬。雖然量化將引入額外的噪聲和信噪比的降低，但卻是一種降低帶寬需求的有效手段。研究表明：2―3Bits量化不會引入明顯的性能損失，而采用1Bit量化(決策)時，隨著參與分布式感知的用戶數趨向于無窮大，其性能也是漸進最優的。
5 本振泄露功率檢測
主用戶接收機工作時，接收的高頻信號經過本地振蕩器后，會產生特定頻率的信號，一些信號不可避免的從天線泄露出去，該方法就是通過檢測有無泄露信號來判斷主用戶是否在工作。然而，CR用戶直接檢測L0泄漏并不可行，這是由于L0泄漏能量通常很小，而且L0泄漏能量隨接收機模型和L0的生產指標不同而不同，這些變化因素將導致CR用戶檢測錯誤率增加。為解決這一問題，在應用中，將小而低成本的傳感器安置在接收端，當傳感器檢測到本振泄漏功率時，會以特定的功率通過一個特殊的控制信道感知用戶。
6 基于干擾溫度的檢測
干擾溫度是美國聯邦通信委員會(FCC)提出的一個新概念。它是感知用戶在檢測出頻帶內已有通信的基礎上預測的自己的傳輸將對主用戶接收機產生的干擾。干擾溫度模型被定義為每單位帶寬里未經授權的發射機RF功率與接收機系統噪聲功率之和，是建立在實際的RF環境中以及發射機和接收機交互的基礎之上的，充分考慮了所有干擾的累積效應。干擾溫度可以用下式來表示：
T1=(Ps+P0)/KB (4)
其中Ps未經授權的發射機RF功率(單位是W)，P0為接收機系統噪聲功率(單位是W)，K為常數，等于1．38*10―23(單位是焦耳／絕對溫度)，B為信號帶寬(單位是Hz)。
干擾溫度的準確測量需要感知用戶對主用戶系統進行準確的定位。只要感知用戶造成的干擾溫度不超過干擾溫度限，感知用戶通過調整自己的參數(如發射功率、調制方式等)就可以使用這個頻段中的頻譜空洞。但是該方法不能保證對主用戶系統的有力保護，特別是處于邊緣接收的主用戶接收機就很容易受到感知用戶的干擾。
7 結束語
認知無線電具有使頻譜得到充分利用的潛能，但前提是必須保證這個頻率上的已授權用戶的使用不受影響，其中關鍵技術之一就是頻譜感知技術。本文就認知無線電的一些頻譜感知技術進行了討論，隨著其相關技術的成熟，該技術將會成為未來最熱門的無線技術，并且給未來的頻譜使用策略帶來革命性變化。
評論