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《基于Gabor算法的认知无线电频谱感知技术研究》篇一一、引言认知无线电作为一种新型的无线通信技术，能够有效地利用无线频谱资源，缓解频谱资源短缺问题。
其中，频谱感知技术是认知无线电的关键技术之一。
在无线通信中，由于信号的多径传播、衰落等因素，使得传统的频谱感知方法无法准确地检测出频谱空洞，因此需要研究更加高效、准确的频谱感知技术。
本文将介绍基于Gabor算法的认知无线电频谱感知技术的研究。
二、Gabor算法简介Gabor算法是一种在信号处理领域广泛应用的算法，其基本思想是在时间和频率两个维度上对信号进行变换。
Gabor算法通过在多个不同频率和不同方向上对信号进行变换，提取出信号中的有用信息，从而实现信号的识别和分类。
在认知无线电中，Gabor算法可以用于频谱感知，通过分析无线信号的时频特性，检测出频谱空洞，为认知无线电的频谱分配和利用提供支持。
三、基于Gabor算法的频谱感知技术研究基于Gabor算法的频谱感知技术主要包括以下步骤：1. 信号预处理在频谱感知前，需要对接收到的无线信号进行预处理。
预处理的目的是去除信号中的噪声和干扰，提高信号的信噪比。
常用的预处理方法包括滤波、均衡等。
2. Gabor变换将预处理后的信号进行Gabor变换。
Gabor变换将信号从时域转换到时频域，提取出信号的时频特性。
在变换过程中，需要选择合适的频率和方向参数，以充分提取出信号中的有用信息。
3. 特征提取与分类在Gabor变换后，需要对变换结果进行特征提取和分类。
特征提取的目的是从变换结果中提取出能够反映信号特性的特征参数。
分类则是根据特征参数对信号进行分类，以区分出不同的无线信号和频谱空洞。
4. 频谱决策与分配根据特征提取和分类的结果，进行频谱决策和分配。
频谱决策是根据当前无线环境中的频谱使用情况，决定是否使用某个频段进行通信。
频谱分配则是根据决策结果，将可用频段分配给不同的通信设备使用。
四、实验与分析为了验证基于Gabor算法的频谱感知技术的有效性，我们进行了实验分析。
观察Industry ObservationI G I T C W 产业26DIGITCW2021.050 引言地面通信网与卫星通信网分别在各自擅长的服务范围内发挥着巨大的作用。
尽管地面移动通信技术已经发展到5G ，但覆盖范围受限的短板仍不能解决，而另一面具有广覆盖特性的卫星通信却因成本过高等因素无法普及。
随着人们对通信需求向多空间、多方位的不断扩展，融合天、地通信技术优势，构建覆盖全球的天地一体化信息网络是未来通信发展的重要趋势，通过融合设计而构建的多维立体、全方位和全天候的信息网络，可为空、天、地、海等不同应用场景的用户提供全球泛在的通信服务[1]。
在天地一体化信息网络中，大部分通信节点依赖于有限的无线电频谱资源进行传输，信道开放、频率需求大、涉及无线电业务多是其主要特点。
以往，地基网络或天基网络对于无线电频谱资源的使用，均采用独占授权的静态规划方式，对于所授权频谱的使用，存在着部分时间过度浪费或过度拥挤的情况。
此外，对于那些尤为适用于天地一体化卫星宽带接入要求的Ka 和Q/V 等频段，天基网络或地基网络都出现了避无可避的状态[2]。
因此，设计天地一体化信息网络无线频谱动态共享方案，提高频谱资源利用效率，是网络建设中需要重点关注的问题之一[3]。
20年来，人们对于地基网络频谱共享的研究较为广泛，提出了大量的动态频谱共享技术。
但天地一体化信息网络与地基网络的存在诸多差异，不能直接使用地基网络的频谱共享技术，需根据其特点重新设计或适当改进。
但地基网络中的用于干扰规避的功率控制、波束赋形、跳波束及频谱数据库等技术，为天地一体化信息网络频谱共享提供重要的研究思路。
因此，近来学者从不同角度、针对多种场景提出了一些天地一体化信息网频谱共享的算法和方案。
从是否需要空口技术及核心网统一设计的角度可将现有研究分成两大类：一是基于干扰规避的星地频谱共存，研究对象是分立的天基和地基通信系统，通过设计天地一体化信息网络频谱共享技术的综述与展望（上）孙永林（海装重大专项装备项目管理中心，北京 100000）摘要：天地一体化信息网络是未来突破地面网络限制，实现空、天、地、海等多空间无缝覆盖和泛在连接的重要网络架构。
认知无线电的几种频谱感知方法研究[摘要]：认知无线电是一种可以感知周围通信环境来改变发射机在特定的参数上实时改变的智能通信系统。
它采用动态频谱管理来提高频谱利用率，高可靠性的频谱感知是实现频谱共享的关键技术，文中对频谱感知技术的能量检测法，谱相关检测法和协同感知等进行了讨论，并分析了各种方法的特点和性能。
[关键词]：频谱感知；认知无线电；能量检测；谱相关检测；协同感知随着无线服务和设备如移动通信、公共安全、电视广播等的出现，许多频段已经被分配给授权用户，然而我们扫描授权用户的无线频谱包括收入富裕的城市地区和乡村偏远地区，发现频谱资源没有得到充分的利用，某些频段大部分时间里是空闲的，一些频段只是部分的被占用，如何充分利用频谱是迫切需要解决的问题。
认知无线电技术被认为是解决目前无线频谱低利用率的最佳方案，它是一个智能的无线通信系统，具有环境感知和传输参数自我修改的功能，通过对环境的理解实时改变和调整它的内部状态，适应外部无线环境的变化，从而实现频谱共享，动态地增加网络和个人用户的可用频谱总数，为频谱分配提供了一个可能的解决方案。
认知无线电系统中频谱感知的作用是尽量快而准确地确定未被占用的频段，不准确或者延时的频谱感知结果会给主用户带来有害干扰，因此，频谱感知的速度和准确性是极其重要的。
下面就对几种频谱感知方法及其特点和性能进行介绍和分析，，如接受信号能量检测、循环平稳信号的谱相关检测、本地振荡器的能量泄漏检测等。
1.能量检测传统的信号检测方法都是基于能量检测的，图1是能量检测模型错误！未找到引用源。
对接收信号做N点FFT，转换到频域，然后对频域信号求模平方，检测判决方法是先设置一个门限，然后将设置的能量计算值与设置的门限相比较，超过判决门限，就认为该频段内有授权用户的存在。
能量检测法的优点是不需要知道信号的先验知识，在实现上非常的简单，它的缺点是：首先判决门限比较难确定，门限很大程度上受到未知噪声的影响；其次在低信噪比的情况下，信号淹没在噪声中，用能量检测法局限性很大；最后，能量检测只是计算信号的能量，不能分区出调制信号、噪声和干扰，因而就无法判断出究竟是噪声还是其他的次用户。
认知无线电频谱感知技术综述2.陆军机械化步兵学院石家庄校区青海西宁810000摘要：分析无线电技术的主要原因就是在已有的频谱环境下，更加高效地利用频谱机会，频谱感知技术主要是基于固定的频谱分配原则，然后通信系统会利用专业的通信设备以及协议在相应的频段上进行工作，由于当前无线技术正处于不断发展的阶段，用户日益增加，造成频谱资源处于严重拥挤的状态，频谱资源缺乏的问题逐渐显露出来。
因此，需要加强对频谱感知技术的研究工作，充分利用好频谱资源，尽可能降低对其他用户造成的干扰，进一步发挥频谱感知技术的作用。
关键词：认知无线电；频谱感知；技术综述引言频谱仪是认知无线电设备的核心技术，是频谱资源高效分配的前提。
频谱分析可实时监控和分析可用频带，而不会干扰授权用户。
这使您可以识别壮观的空洞。
频谱感知技术必须确保良好的检测性能，在低检测率下干扰授权用户的正常通信，而高误报概率导致认知用户不再能够访问自由频谱并减少频谱的使用。
经过几十年的研究，光谱分析取得了许多理论成果，但不难看出，与低噪声环境相比，光谱分析还需要进一步改进。
电磁环境越来越强，干扰越来越大，噪声越来越小，在给定条件下感觉性能提高。
总结以往低噪声研究的结果，在比较分析的基础上研究性能，最后指出趋势和挑战。
1认知无线电频谱感知技术的基本原理和作用频谱负载技术是一种检测时间、频率、空间等领域发送频谱的功能。
，以确定频谱是否被占用并动态调整。
在认知无线电设备中，频谱分析不仅查找频谱中的一个洞，而且实时查找频谱状态。
在某些情况下，频谱感知技术正确估计频率轮廓，使未经授权的用户能够尽早主动回避，避免对经授权的用户造成较大干扰。
频谱分析工作方式如下:(1)频谱均衡，频谱均衡技术协调频谱资源的分配，向所需用户分配更多空闲频谱均衡资源，从而解决频谱资源瓶颈问题。
(2)光谱排斥。
当检验员发现某一特定许可频带正在使用时，检验员不使用该频带，以避免同时使用该段并避免后续干扰；(3)频谱共享通过与主用户一起使用许可频谱，确保认知用户不会影响主用户的正常使用，从而最大限度地利用频谱资源。
