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无线电波在生活中的应用,认知无线电网络算法程序

张世龙 05-13 09:58 109次浏览

什么是认知无线电? 在识别无线电之前,我们经常使用软件无线电(Software Defined Radio,简称SDR )。 简而言之,就是软件基于硬件实现通信功能。 SDR的无线通信协议基于软件定义实现,许多功能都可以通过更新软件来实现,避免硬件的完全交换。 软件无线电的发展打破了通信技术严重依赖硬件设备的格局。 认知无线电(Congnitive Radio,简称CR )是一种智能无线电通信系统,其概念最早由“软件无线电之父”Joseph Mitola博士于1999年提出。 对于软件定义的无线,具有通过人工智能技术从环境中感知信息、动态使用频谱、实时改变无线通信系统的发送功率等软件无线所没有的智能功能。

为什么要发展认知无线电? 传统的无线通信静态分配无线频带,以保证系统的服务质量。 也就是说,一个授权的用户总是占用一定的频带,无论是否使用频带,其他用户都不能占用该频带。 这样做的好处有利于保证信号质量,缺点是浪费频谱资源,导致频谱利用率降低。 认知无线电是为了解决这个问题而提出的。

国内认知无线电研究现状频谱检测的双门限检测方法认知无线电感知周围环境、检测频谱漏洞的方法称为频谱感知技术。 常见的频谱感知技术有匹配滤波器检测、能量检测、循环稳态特性检测三种方案。

匹配滤波器检测法:匹配滤波器检测的优点是抗加性高斯白噪声,最适合在加性高斯白噪声信道中使用该检测方法,缺点是计算量大,需要授权用户信号的准确先验知识。

能量检测法:该方法适用于信号检测方不知道授权用户信号先验知识的情况。 能量检测法的优点是方法简单,缺点是阈值的设定非常困难。 在信噪比低的环境下,能量检测法容易将能量非常大的干扰噪声识别为有用信号,容易排除能量小的微弱信号。

循环平稳检测法:利用调制信号均具有周期特性,噪声不具有周期性的特点可以检测信号。 所有的信号都有自己的东西

当对循环平稳信号的自相关函数进行离散傅立叶变换时,得到特定的循环功率谱密度。 但是,在实际应用中,由于无法知道信道的脉冲响应,所以无法正确地计算判决式的参数值,需要人为地设定阈值。 因此,循环稳态检测法与能量检测法相似。

双阈值检测法——能量检测法与循环稳态检测法相结合:该方法共需要三次阈值检测。 假设有信号s。

第一次:假设信号能量阈值为a,并且当信号能量低于a时证明s中不存在PU (主用户)。如果信号能力大于a,则存在PU,并且SU (副用户)不能使用该频带。

第二次: s能量小于a时,重新计算噪声能量值。 假设阈值b是信道中没有PU时的噪声能量值,并且当s信号能量值大于b时证明信道中存在PU,而当s信号能量小于b时证明信道中没有PU。

第三次:当s能量小于b时,对s进行循环稳态特征检测。 将阈值c作为不存在PU的信道的噪声循环谱,计算s的信号循环谱,如果计算的值大于c则在信道中有PU,如果小于c则在信道中没有PU,SU可以使用该频带。

双阈值检测法的优势在于: 1、与能量检测法相比,在低信噪比环境下,双阈值检测法的准确概率远远高于能量检测法。

2、与循环稳态检测法相比,计算量明显减少。

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