抗空間虛警的頻譜感知技術研究

《抗空間虛警的頻譜感知技術研究》是依託陝西師範大學，由韓維佳擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：抗空間虛警的頻譜感知技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：韓維佳
• 依託單位：陝西師範大學

項目摘要

在認知無線電系統中，頻譜感知技術為認知用戶的頻譜接入扮演著重要角色。在對頻譜感知的研究中，我們發現了一個被大眾所忽視的感知問題：次級用戶能夠檢測到出現在“頻譜空洞”以外的主用戶且誤以為其出現在“頻譜空洞”內，從而使次級用戶所獲得的頻譜接入機會大幅減少，極大降低了認知無線電系統的性能。此類問題被命名為空間虛警問題，其前期的一些基礎研究已經發表在了相關領域的國際期刊上，得到了專家、學者的普遍認可。本項目將深入系統地研究空間虛警這一新感知問題對次級用戶接入性能的影響。利用統計信號處理原理和隨機幾何理論聯合建模的新方法對空間虛警進行量化分析。利用空間虛警的量化結果，為單節點感知找到能夠對抗空間虛警的新方法與新策略，為多節點協作感知找到最佳的數據融合規則。從而有效提高認知無線電系統的接入性能、改善頻譜利用率。

結題摘要

針對認知無線電中頻譜感知的空間虛警問題，本項目通過聯合統計信號處理原理和隨機幾何理論進行建模，對空間虛警進行了量化分析；利用空間虛警的量化結果，為單節點和多節點協作感知找到能夠對抗空間虛警的有效途徑；提出利用過採樣的手段來獲取關於主用戶信號的更多先驗信息，並利用電磁波理論中的射線追蹤原理，推導了過採樣樣本的一階、二階統計特性和自相關函式的統計分布；進一步，研究獲得了過採樣下用於抗空間虛警的廣義似然比統計檢測量，並理論推導和仿真驗證了其具有複雜度低、感知性能好的優點；利用數理統計與機器學習理論，研究構建了基於貝葉斯網路的空-時相關性分析模型，並提出了相應的網路結構認知學習方法，使認知用戶能夠通過協作高效的感知與預測頻譜的使用狀況，降低空間虛警的影響。本項目在國際重要期刊和會議上發表論文8篇，其中4篇屬於中科院分區1區論文；以第一發明人身份申請國家發明專利4項，其中授權專利2項；項目的進一步研究獲得了國家自然科學基金面上項目的支持。綜上所述，項目的研究成果為認知無線網路的規模化套用提供了理論基礎和技術支撐。