认知无线电频谱感知综述

果， 但分簇的方式较为复杂 。
文献［ ８ 】 中各感知节点利用能量检测方法检测频谱信息后 ， 选择
生的检测概率Ｐ ｄ 组成矩阵， 对其采用奇异值分解 增多 ， 频谱资源就显得越来越紧缺。 而传统频谱分配 的固定方式使 隐含各节点 间相关 『 选择 出最少和最不相关 的感知节点参与合作感知 。 经仿真分 频谱资源的利用率过低【 】 】 ， 从而受到了现实中频谱使用需求的挑 战。 方法 ， 析 ， 其方法 的检测性能优于文献［ ９ ］ ； 最优感知节点集合选择算法所获 为 了充分地使用不 同时 间、 不 同地域 的空 闲频段 ， 认知无线 电技术
２无线环境下 的频谱感知
关矩阵 ， 进而分析相关矩 阵的特性来估计信道的Ｓ ＮＲ， 从而选择 出 Ｓ Ｕｓ 。 文献最后对 算法的性能进行 了仿真分析 ， 给出 了Ｃ Ｃ Ｍ算法对
认知无线 电就是要在复杂的无线环境 中准 确、 可靠 、 高效 的感 信道Ｓ Ｎ Ｒ估计的性能曲线。 但文献没有考虑信号多径延 时对相关性 知出可用的频谱 。 现在主要的研 究也是针对无线环境 的不利影响展 能 的 影 响 。
道 相 比于 无线 信 道 的 多径 衰 落 ， 受 阴影 衰 落 的 影 响 更 大 。 所 以首 先 计 出Ｓ Ｕ ｓ 的可靠性 ， 从而提高了感知性能。 最后文献仿真了算法的性 来 看 阴影 衰落 对 频 谱 感 知 的 影 响 。 能， 并与文献［ １ ３ －１ ４ ］ ￣ 行 了对 比 。
开的。
文献【 １ ２ ］ 提出了一种针对ＡＷＧ Ｎ信道和瑞利多径衰落信道的通 现有研究 中大量文献首先将信道假设为衰落信道 ， 研究了衰落 用频谱感知的方法。 其在文献［ １ ３ －１ ４ １ 的基础上提 出修正 Ｂ Ｐ Ａ（ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ 信道对频谱感知 的影响。 文献【 ４ 】 通过研究 指出， 频谱感知 的检 测信 ｐ ｒ ｏ ｂ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｓ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ， 基础概率分 配） 函数 和Ｄ－ Ｓ 证据理论 ， 估
提 出 了解 决 方 案 。
得的节点的平 的数 目
１ ０ 】 。 认 知 无线 电（ Ｃｏ ｇ ｎ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｒａ ｄ ｉ ｏ ， Ｃ Ｒ） 作为 一种 动 态频 谱接 也少于文献［ 信息传 输信道 除多径衰 落和 阴影衰落外 ， 还存在 噪声干扰 。 因 人技 术 ， 能 够观 测周 围 的无线环 境 ， 获取 频谱 资源 的 使用 信息 ， 如何实现“ 频谱空穴” 的检测也就成为了研究 的重 进而对 频谱信息 进行 处理并决 策 ， 最终 动态接人 可用频段 １ 完成 此在 噪声干扰下 ， 点。 自适 应通信 。
关键 词： 认知 无线 电 频谱 感知 衰落信道 噪 声干扰 中图分类 ￣ － ： ｔ ｎ ９ ２ ５ 文献标 识码： Ａ 文 章编 号： １ ｏ ｏ ７ ． ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ７ － ０ ０ ２ ７ ． ０ ２
１弓 Ｉ 富 科技创新带动无线通信技术 的飞速发展 ， 随着各种通信设备 的
＿ １ —
Ｊ 数 目ｑ＾ 来
通信 技 术
认知无线电频谱感知综述
王 学敏 刘江 涛 刁 德 全
（ 海军航空兵学院四系 辽宁葫芦岛 １ ２ ５ ０ ０ １ ）
摘 要： 随着认知 无线 电的发 展， 频谱 感知作 为认 知无 线电 实现前提 ， 成为 了该领 域 的研 究重 点。 针 对众 多频 谱感知 的研 究， 综述 了通信信 道 阴影 衰 落、 多径 衰落以及 噪声干扰 下的各种感知 策略 和算法， 分析 了算 法的实现关键和性 能， 并针 对性提 出了算 法的不足之 处。 最后从 软件和硬 件上对 实现 频 谱感 知提 出新 的 方 法。
无线环境中存在多径、 衰落、 阴影、 噪声不确定等不利因素影Ⅱ Ｉ 句 ｆ ３ ｌ ，
文献［ １ １ 】 提出利用信道增益 比来估计Ｓ ＮＲ的互相关矩 阵估 计
ＣＣ Ｍ， ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｔ ｒ ｉ ｘ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍａ ｔ ｏ ｒ ） 算法 。 在Ｐ Ｕ（ ｐ ｒ ｉ ｍａ ｒ ｙ 因此 正确 可靠 的频谱感 知成为 了研究 的重 点。 针对 无线环境 ， 综述 （ ｓ ｅ ｒ ） 存在时 ， Ｓ Ｕｓ 采样信 号为同－ －Ｐ Ｕ信号 ， 所以采样信号具有较大 频谱感知的最新研究 ， 重点分析对 比各感 知方法 的有 效性 ， 最 后给 ｕ 的相关性 。 文章就是利用Ｓ Ｕ ｓ 采样信号之 间的相关性构造信号 的相 出 了 未 来 研 究 的趋 势 和 一 些 建议 。
测性能将 下降１ ３ ％。
文献［ ５ 】 中给出了阴影衰落相关性对用户间合作检测性能的影
是 利用 打 下２ 个 门限将 整个判 决 域分为 ３ 个部分 ， 对落 于 中 间区 文献［ ６ ］ 中利用能量检测的方法检测频谱信息， 针对阴影衰落的 域 的部分 不判决 ， 也不上 报感 知数据 。 同时融合 中心通 过对各 个 影响 ， 认为通过足够数量 的感知节点合作方法可 以实现对频谱的可 感 知节 点分 配权 重 的算 法来提 高 上报信 息 可靠 性 。 文 献 的算法 靠、 正确的感知。 根据认知用户之间的阴影衰落相关性 ： Ｒ （ ｄ ） ＝ ｅ － － ｄ 在Ｓ ＮＲ较低 、 严重 恶化 的信道 中不太适 用 ， 且 没有给 出如何设 置 （ 其 中 为衰落因子， ｄ 为两节点之间的距离） ， 但文献［ ６ 】 没有对如何 双 门 限 的 方 法 。 减少感知节点数及如何提高感知效率进行说明 。 由于 强干扰使 的Ｓ Ｕ感知错误 信息并上 报 ， 造成 高冲突数 据 ， 针对 阴影衰落的影响 ， 文献【 ７ ］ 在能量检测 的基础上 ， 利用多簇 文 献［ １ ６ 】 就 是针对此情况进行 的频谱 感知 的研究 。 文献根据Ｄ Ｓ证 联合感知的算法提高了感知性能。 文献 中简单的利用感知节点到融 据理 论 ， 定义识别框 架｛ Ｈ ， Ｈ ， Ｑ｝ ， ０代表Ｈ 和Ｈ 中任 一假设为
信道 在 低Ｓ ＮＲ下会 出现 隐藏 终端 问题 ， 针对 低信 噪 比隐藏 响， 利用衰落相关性公式计算 ， 当用户 间阴影衰落因子为０ ． ９ ６ 时， 对 终 端 问 题 ， 文献 ［ １ ５ 】 提 出 了一 种 优 化 的 双 门 限 频 谱 感 知 策 略 。 在 比于理想无阴影相关性假设条件下的用 户间的合作检测 ， 其合 作检 双 门限判 决方法 中 ， 判 决空 间 Ｑ不再 是非 此 即彼 的判决 方法 ， 而