基于信噪比系數的雙閾值分布式協作算法的研究
電子技術應用
李展雄，劉麗萍，方亮，呂佳楓，王賜
寧夏大學 電子電氣工程學院，寧夏 銀川 750021
摘要： 為了解決低信噪比時，傳統能量檢測算法因判決門限固定不變而導致檢測性能較差的問題，研究了一種可隨信噪比系數變化的雙閾值協作能量檢測算法。該算法的門限值是根據信噪比系數自適應調整，同時考慮到集中式協作的方式由于過度依賴融合中心的問題而不能在特殊場合使用，因此采用分布式協作的方法將每個認知用戶檢測到的信息能量值與動態門限進行比較。最后通過與兩種傳統算法進行對比分析，驗證了該算法具有更好的檢測性能。
中圖分類號：TN914.3 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234354
中文引用格式： 李展雄，劉麗萍，方亮，等. 基于信噪比系數的雙閾值分布式協作算法的研究[J]. 電子技術應用，2024，50(1)：55-59.
英文引用格式： Li Zhanxiong，Liu Liping，Fang 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.
中文引用格式： 李展雄，劉麗萍，方亮，等. 基于信噪比系數的雙閾值分布式協作算法的研究[J]. 電子技術應用，2024，50(1)：55-59.
英文引用格式： Li Zhanxiong，Liu Liping，Fang 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，Fang 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
信息技術的快速發展使得無線通信業務的需求量不斷增大，而每種無線通信技術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題更加嚴峻。為了解決該問題，認知無線電(Cognitive Radio，CR)技術[1-2]應運而生。認知無線電技術主要通過認知用戶在授權頻段進行頻譜感知后發現空閑頻段，即頻譜空洞，在保證授權用戶高質量通信的前提條件下，可以暫時接入該頻段進行通信，以此改善頻譜資源過度使用的情況[3]。頻譜感知[4]是認知無線電技術中的核心任務，而頻譜感知中能量檢測算法具有操作簡單、計算簡便、靈活性強等優勢，被研究學者廣泛使用[5-9]。然而，在信噪比較低的環境下，能量檢測容易受到噪聲不確定性的影響使得系統的檢測效果不佳，因此在文獻[10]中，魯春燕等人提出了一種基于噪聲不確定性的雙門限協作能量檢測算法，通過理論分析與仿真實驗表明所提算法對環境的適應能力更強，在一定程度上減少了噪聲不確性給整個系統帶來的影響，同時也實現了頻譜的高效利用。在文獻[11]中，冉超等人搭建了一套軟件無線電系統在真實信道中進行實驗，并提出一種改進的雙閾值能量檢測算法。該算法是在不可信區間內加入一個細化閾值，對判決結果進行融合，同時對授權用戶的頻譜使用情況進行實時檢測，通過仿真結果證明該算法在信噪比較低的情況下具有更高的檢測概率。
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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 電子電氣工程學院，寧夏 銀川 750021）
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