基于非参数统计的盲频谱感知算法研究
[Abstract]:Cognitive radio technology realizes the dynamic allocation of spectrum resources and improves the efficiency of spectrum resources. Accurate and efficient spectrum sensing is the core link of cognitive radio. Fast and high performance spectrum sensing algorithm research has become a problem to be solved. Traditional spectrum sensing algorithms usually require authorized user signals and noise distribution information, which are often difficult to obtain. The nonparametric method does not involve the parameters of the distribution, so blind spectrum sensing algorithm can be designed based on this. In this paper, the spectrum sensing algorithm in cognitive radio is deeply studied, and the spectrum sensing problem is transformed into a non-parametric test problem. The main work and innovative results are as follows: 1. A preference-class perception algorithm for anti-noise uncertainty is studied. The spectrum sensing algorithm based on goodness of fit test has better detection performance but is easily affected by noise uncertainty. Using the first component of the Cramer-vonMises (CM) statistic which is only sensitive to mean deviation and deviation from the other side, a new test statistic is set up to overcome the influence of the errors in the process of estimating the noise variance on the performance of the traditional goodness of fit algorithm. The probability density function and the decision threshold of the spectrum idle test statistic are derived, and a spectrum sensing algorithm using CM component is proposed. Theoretical analysis and simulation show that the proposed algorithm not only reduces the complexity of CM algorithm in the goodness of fit test, but also greatly reduces the influence of noise uncertainty on the performance of CM algorithm. A fast spectrum sensing algorithm for multi-antenna cooperative spectrum sensing scene is studied. In Gao Si channel scenario, the probability distribution of non-diagonal elements of the covariance matrix presents even symmetry when the primary user signal does not exist, but this conclusion is no longer true when the primary user signal exists. By using binomial test and symbolic rank test to measure the symmetry of distribution, two noiseless blind perception algorithms based on covariance matrix are designed. Theoretical analysis and simulation show that the performance of the perceptual algorithm based on symbolic rank test is better than that based on binomial test, but the complexity is higher. In practical use, the appropriate algorithm. 3. 3 can be selected according to the requirements of timeliness and performance. A spectrum sensing algorithm for low antenna correlation scenes in Rayleigh fading channels is studied. The traditional eigenvalue class algorithm and covariance class algorithm can realize high performance spectrum sensing without noise uncertainty by using antenna correlation. However, these algorithms assume that the signals are correlated and the noise is independent of each other. In the antenna diversity gain scenario, when the correlation between antennas becomes low, the performance of these algorithms drops sharply or even fails. To solve this problem, a multi-antenna cooperative spectrum sensing algorithm based on chi-square goodness of fit test is proposed, which can transform the spectrum sensing problem into a multi-item distribution test. Then, the chi-square goodness of fit is used to test whether the decision spectrum is idle or not, so as to realize spectrum sensing. Theoretical analysis and simulation show that the proposed algorithm can work in low antenna correlation scenarios and its performance is not affected by noise uncertainty. In a word, the proposed algorithm and scheme effectively solve some problems of spectrum sensing technology in cognitive radio system, and verify its effectiveness by simulation. The algorithm studied and proposed has certain theoretical and practical significance.
【学位授予单位】:西安邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN925
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,本文编号:2199741
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