基于信号统计特性的频谱检测算法研究

摘要

随着多媒体通信业务需求量的增长，频谱资源也日益紧缺。本论文提出的认知无线电技术从二级利用频谱的角度出发提高了无线频谱利用率，能够有效的解决频谱紧缺的现状，据雷声公司称，认知无线电可使目前的频谱利用率提高(10～20)倍。
　　 认知无线电通信系统的实现是个复杂的过程，它涉及频谱检测、频谱判决、频谱资源管理等多个关键技术。本论文主要研究了认知无线电频谱检测技术，在现有几种频谱检测算法(能量检测、导频检测、循环平稳信号检测和协方差检测)的基础上提出了一种适合WiMAX信号的频谱检测算法，即修正协方差检测。
　　 论文在对检测算法理论分析的基础上进行了MATLAB系统仿真，仿真系统基于802.16e协议标准，无线信道模型采用斯坦福中间模型的SUI-3模型。为了检验频谱检测算法在噪声影响下的鲁棒性，仿真系统引入了噪声不确定性模型。经过频谱检测算法系统仿真，得出了五种算法在802.16e标准下的检测概率曲线，并最终得出了五种频谱检测算法检测性能的比较结果。通过改进的修正协方差检测在虚警概率为1O％的前提下，检测概率比协方差检测增加至少2dB。修正协方差检测检测性能的提高为认知无线电在WiMAX中的应用提供了理论依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1 研究认知无线电的背景

1.1.1 无线频谱分配与利用

1.1.2 提高频谱利用率的途径

1.2 认知无线电的发展及现状

1.2.1 认知无线电技术研究开发的主要机构

1.2.2 认知无线电技术在中国的发展现状

1.2.3 IEEE 802.22发展概况

1.3 论文内容安排

2 认知无线电系统

2.1 认知无线电的概念

2.2 认知无线电关键技术

2.3 认知无线电通信网络功能模型

2.4 认知无线电系统的网络结构

2.5 认知无线电频谱管理概述

3 认知无线电频谱检测

3.1 认知无线电频谱检测技术概述

3.2 WiMAX无线接入技术概述

3.3 WiMAX系统仿真建模

3.4 WiMAX信号能量检测

3.4.1 能量检测理论

3.4.2 能量检测理论仿真及WiMAX系统仿真分析

3.5 WiMAX信号导频检测

3.5.1 导频检测理论

3.5.2 WiMAX系统仿真分析

3.6 WiMAX信号循环平稳检测

3.6.1 循环平稳信号概述

3.6.2 WiMAX信号自相关函数

3.6.3 WiMAX信号循环平稳检测模型

3.6.4 WiMAX信号循环平稳检测判决门限

3.6.5 WiMAX系统仿真分析

3.7 噪声不确定性对WiMAX信号检测的影响

3.7.1 噪声不确定性概述

3.7.2 能量检测在噪声不确定性下的离散模型

3.7.3 能量检测在噪声不确定性下的连续模型

3.7.4 能量检测在噪声不确定性下的信噪比极限

3.7.5 能量检测在噪声不确定性下的判决门限

3.7.6 能量检测在噪声不确定性下的理论仿真

3.7.7 WiMAX信号能量检测在噪声不确定性下的仿真

3.7.8 WiMAX信号其他检测算法在噪声不确定性下的仿真

3.8 各种检测算法比较

4 WiMAX信号修正协方差检测

4.1 协方差检测算法

4.2 修正协方差检测算法

4.2.1 WiMAX信号相关性应用

4.2.2 判决门限确定

4.2.3 WiMAX系统仿真分析

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢