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《基于特征根比分布的協(xié)作頻譜感知算法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、基于特征根比分布的協(xié)作頻譜感知算法研究(修改稿)楊曉妮，盧光躍(西安郵電學院通信與信息工程學院，陜西西安710121)摘要：頻譜感知技術是決定認知無線電(CR，CognitiveRadio)能否實現(xiàn)的關鍵技術之一。本文介紹了兩種基于大維隨機矩陣理論(RMT，RandomMatrixTheory)的頻譜感知方法，綜合對比討論并驗證其感知性能。這些方法以采樣協(xié)方差矩陣的最大最小特征根之比作力判決統(tǒng)計量與相應的判決門限相比較來確定頻譜是否空閑。通過與能量檢測(ED,EnergyDetection)算法仿真對比，它們克服了
2、能:k檢測屮需要預知噪聲信息的缺點，并具有不受噪聲不確定度影響的優(yōu)點，有較高檢測性能和優(yōu)越性。關鍵字：頻譜感知；隨機矩陣理論；特征根比分布中圖分類號:TN911.23CooperativeSpectrumSensingAlgorithmsBasedontheRatioofEigenvaluesDistributionYangXiao-ni，LuGuang-yue(SchoolofTelecommunicationandInformationEngineering,Xi’anUniversityofPostsandT
3、elecommunications,Xi’an710121，China)Abstract:SpectrumsensingisafundamentaltechnologyinCognitiveRadio(CR).ThispaperintroducestwospectrumdetectionmethodsbasedonthelargeRandomMatrixTheory(RMT)，andgivesacomprehensivediscussionandteststheirdetectionperformance.This
4、algorithmsusetheratiooftheminimumandmaximumeigenvaluesofsamplecovariancematrixasteststatistics,whicharecomparedwiththecorrespondingdecisionthresholdtoinferthepresenceorabsenceofprimarysignal.SimulationsbasedonQPSKsignalsderivedfrompracticalscenearcpresented.Re
5、sultsverifythatthisclassofalgorithmswhichovercomethenoiseuncertaintydifficultyanddon’trequiretheknowledgeofnoiseoutperformEnergyDetection(ED)algorithm.Keywords:SpectrumSensing；RandomMatrixTheory；EigenvaluesRatioDistribution引言隨著無線通信業(yè)務的飛速增長，無線頻譜資源口益緊張。而許多授權頻段在大部
6、分時間里都是空閑的，并沒有被充分利用。認知無線電技術［1］是通過頻譜感知發(fā)現(xiàn)授權頻段上的“頻譜空穴”，從而與授權用戶共享頻譜，以提高頻譜利用率。經(jīng)典的單節(jié)點頻譜感知方法有能量檢測、循環(huán)平穩(wěn)特征檢測、匹配濾波器檢測等［2］。多用戶協(xié)作頻譜感知技術也受到普遍關注，其屮基于RMT理論的頻譜感知算法［3］具有能夠在噪聲統(tǒng)譜感知算法(簡稱LSC算法［41)，利用M-P(theMarchcnko-Pasturlaw)律給出了人系統(tǒng)情況下的頻譜感知。CMME(CooperationMaximumMinimumEigenvalue
7、s)算法也是一種基于RMT的多用戶協(xié)作頻譜感知算法，它相對于能量檢測具有更好的感知性能和優(yōu)點。1檢測模型頻譜感知的基本問題是在噪聲環(huán)境中檢測是否有主用戶信號存在。在基本的發(fā)射機檢測中，接收信號模型v⑻，"0h(n)s(n)+v(n),什特性未知的情況下成功感知的優(yōu)點。一種基于大維隨機矩陣理論的協(xié)作頻decision=T(N)vT(3)其中夕⑻是在〃時刻收到信號的采樣值；V（/7）是方差為的高斯內(nèi)噪聲：A（Z7）是衰薄因子，假定其在;V個采樣點是保持恒定的（n=1,...,TV）；Vw）是噪聲中混行的待檢測
8、信號；//。和//,分別表示噪聲中沒有信號情況和混有信號的情況?？紤]圖1所示多用戶協(xié)作檢測情況：主用戶與主基站之間通信，次用戶｛叫，％，…，BSk｝協(xié)作感知頻譜是否空閑圖1多認知用戶的頻譜感知環(huán)境為了進一步分析，假設：（1）/r個次用戶之間信息共享，通過有線高速傳輸來實現(xiàn)這一點，不占用無線資源；（2）火個次用戶分析同一段頻譜。這樣可以得到如下由廠個次用戶的采
