《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于信噪比系數(shù)的雙閾值分布式協(xié)作算法的研究
電子技術(shù)應(yīng)用
李展雄，劉麗萍，方亮，呂佳楓，王賜
寧夏大學(xué) 電子電氣工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021
摘要： 為了解決低信噪比時(shí)，傳統(tǒng)能量檢測(cè)算法因判決門(mén)限固定不變而導(dǎo)致檢測(cè)性能較差的問(wèn)題，研究了一種可隨信噪比系數(shù)變化的雙閾值協(xié)作能量檢測(cè)算法。該算法的門(mén)限值是根據(jù)信噪比系數(shù)自適應(yīng)調(diào)整，同時(shí)考慮到集中式協(xié)作的方式由于過(guò)度依賴(lài)融合中心的問(wèn)題而不能在特殊場(chǎng)合使用，因此采用分布式協(xié)作的方法將每個(gè)認(rèn)知用戶(hù)檢測(cè)到的信息能量值與動(dòng)態(tài)門(mén)限進(jìn)行比較。最后通過(guò)與兩種傳統(tǒng)算法進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證了該算法具有更好的檢測(cè)性能。
中圖分類(lèi)號(hào)：TN914.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234354
中文引用格式： 李展雄，劉麗萍，方亮，等. 基于信噪比系數(shù)的雙閾值分布式協(xié)作算法的研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2024，50(1)：55-59.
英文引用格式： Li Zhanxiong，Liu Liping，F(xiàn)ang Liang，et al. Research on distributed cooperative algorithm based on signal-to-noise ratio coefficient with double thresholds[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(1)：55-59.
Research on distributed cooperative algorithm based on signal-to-noise ratio coefficient with double thresholds
Li Zhanxiong，Liu Liping，F(xiàn)ang Liang，Lv Jiafeng，Wang Ci
School of Electronic-Electrical Engineering， Ningxia University， Yinchuan 750021， China
Abstract： In order to solve the problem that the traditional energy detection algorithm has poor detection performance due to the fixed decision threshold when the signal-to-noise ratio is low, this paper studies a dual-threshold cooperative energy detection algorithm that can change with the signal-to-noise ratio coefficient. The threshold value of the algorithm is adaptively adjusted according to the signal-to-noise ratio coefficient. At the same time, considering that the centralized cooperation is incompetent due to the problem of over-reliance on the fusion center, the distributed cooperation method is used to integrate the information detected by each cognitive user. The energy value is compared with a dynamic threshold. Finally, it is proved that the algorithm has better detection performance comparing with the two traditional algorithms.
Key words : energy detection；signal-to-noise ratio coefficient；distributed cooperation；cognitive user

引言

信息技術(shù)的快速發(fā)展使得無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)的需求量不斷增大，而每種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)均需要一定的頻譜資源作為支持，這使得頻譜資源匱乏的問(wèn)題更加嚴(yán)峻。為了解決該問(wèn)題，認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電(Cognitive Radio，CR)技術(shù)[1-2]應(yīng)運(yùn)而生。認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)主要通過(guò)認(rèn)知用戶(hù)在授權(quán)頻段進(jìn)行頻譜感知后發(fā)現(xiàn)空閑頻段，即頻譜空洞，在保證授權(quán)用戶(hù)高質(zhì)量通信的前提條件下，可以暫時(shí)接入該頻段進(jìn)行通信，以此改善頻譜資源過(guò)度使用的情況[3]。頻譜感知[4]是認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)中的核心任務(wù)，而頻譜感知中能量檢測(cè)算法具有操作簡(jiǎn)單、計(jì)算簡(jiǎn)便、靈活性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，被研究學(xué)者廣泛使用[5-9]。然而，在信噪比較低的環(huán)境下，能量檢測(cè)容易受到噪聲不確定性的影響使得系統(tǒng)的檢測(cè)效果不佳，因此在文獻(xiàn)[10]中，魯春燕等人提出了一種基于噪聲不確定性的雙門(mén)限協(xié)作能量檢測(cè)算法，通過(guò)理論分析與仿真實(shí)驗(yàn)表明所提算法對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力更強(qiáng)，在一定程度上減少了噪聲不確性給整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)的影響，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了頻譜的高效利用。在文獻(xiàn)[11]中，冉超等人搭建了一套軟件無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)在真實(shí)信道中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并提出一種改進(jìn)的雙閾值能量檢測(cè)算法。該算法是在不可信區(qū)間內(nèi)加入一個(gè)細(xì)化閾值，對(duì)判決結(jié)果進(jìn)行融合，同時(shí)對(duì)授權(quán)用戶(hù)的頻譜使用情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，通過(guò)仿真結(jié)果證明該算法在信噪比較低的情況下具有更高的檢測(cè)概率。


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作者信息：

李展雄，劉麗萍，方亮，呂佳楓，王賜

（寧夏大學(xué) 電子電氣工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021）


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