频谱感知

摘要： 为了提高认知无线电系统的检测概率,提出了一种两轮判决的感知算法,结合1 bit和2 bit能量检测技术,并在感知过程中进行了删减策略的优化,降低了系统的反馈开销。针对系统的安全问题,将上述的感知算法与DBSCAN聚类算法相结合,根据次用户本地感知结果和融合中心最终判决结果之间的差异来识别恶意用户。同时推导了系统的主要性能指标并进行性能仿真。仿真结果表明:两轮判决感知算法的系统检测概率较常用的能量检测算法有了显著提高,在结合DBSCAN后可以有效地识别恶意用户,干扰冲突概率明显降低,系统感知可靠性大大提高。

摘要： 为提升北斗导航地面站等重要区域受扰时的干扰源准确定位能力,采用TDOA分布式组网监测方式搭建由多频谱感知节点组成的北斗导航干扰监测系统。通过传播模型分析多感知节点组网监测定位覆盖范围,并结合应用部署,对干扰定位覆盖范围和定位精度进行了实验验证,为北斗导航系统构建地面防护网提供部署依据,提升北斗导航系统运行效能。

摘要： 2022年恰逢电子信息控制重点实验室成立30周年,“第三十届全国电子战三新学术年会”计划将于9月在成都召开。热忱欢迎广大学者、专家和技术人员积极投稿和参会。一、征文内容主题:栉风沐雨三十载,创新超越向未来主要内容:1.未来电子战作战概念研究2.未来电子战的系统与体系架构3.电磁频谱感知、利用、攻击与管控技术4.电磁认知与认知电子战技术5.高功率微波与定向能技术6.电子战仿真技术7.未来电子战的天线、微波与微系统、信号与数据处理技术二、征文要求1.会议保密级别为“非涉密”。会议论文不得涉及国家秘密,须通过所在单位保密审查。请自行脱密处理,论文文责自负。论文应该有所创新,重点突出,论述严谨,文字流畅,采用国际标准计量单位,未在其他会议和刊物公开发表过。全文包括图表、参考文献在内,限5页篇幅。会议语言以中文简体为主。

摘要： 为保障信息传输的可靠性,需通过频谱感知技术获得频谱空穴的实时信息,使数字电视系统得以正常接入空穴进行工作。针对现有感知算法感知效率低、在多径信道下的抗干扰性差等问题,文中提出一种多帧头联合自相关算法(DIPNAC)。该算法的创新性在于针对信号帧中的多载波伪随机序列(PN-MC),将不同帧头自相关的加权累积结果作为统计量,从而充分利用感知时间内的检测信息。仿真结果表明,当信噪比参数相同时,相比传统的两种算法,所提算法的性能有显著提升,并且在载波频偏和多径信道条件下具备良好的抗干扰特性,可为提高DTMB-A频谱感知的效率和拓宽其应用场景提供有力保障。

摘要： 在认知无线电中,认知用户在检测目标频段是否被授权用户占用时,需要用到频谱感知算法。针对目前的频谱感知算法在低信噪比情况下准确度较低的问题,提出了一种基于循环特征的混合融合准则频谱感知算法。该算法构建信号功率指数作为认知用户频谱感知判据,进行本地软判决,并将循环特征构建信号质量指数作为判据,选择是否发送判决信息,然后信息融合中心收集认知节点的判决信息,采用混合融合判决准则得到判决结果。该算法在低信噪比下的频谱感知结果准确性较高,误检率较低。最后,MATLAB仿真验证了该算法有效性和优越性。

摘要： 频谱感知技术频谱感知有很多算法,本地感知和合作感知是常用的两种。在初始阶段研究最多的是本地感知,本地感知又分为主用户发射机和主用户接收机两大类。主用户发射机检测提出较早,由于其设计复杂度低和容易实现的特点而被广泛使用。它的原理是通过感知用户对周围环境进行检测,这时信道可能存在的情况是只包含噪声或者是既有噪声又存在主用户信号,这需要感知用户将这些情况区分出来。区分出来以后,需要将这些信号进行处理,最后来判断主用户信号是否存在于信道之中。所以主用户发射机检测的关键在于检测来自主用户发射机的微弱信号。主用户发射机主要包括能量检测、匹配滤波器检测、循环平稳检测等。这几种算法中能量检测最为常见,主用户接收机主要包括干扰温度和本征功率泄漏两种方法。

摘要： 频谱感知是认知无线电中最重要的技术之一.基于相互无偏基(mutually unbiased bases, MUB)矩阵,提出了改进的KS(Kolmogorov-Smirnov)拟合优度检验方法.所提方法充分利用MUB的弱相关性,对接收的样本信号做数据处理,以扩大样本的规模,从而提高检验性能.蒙特卡洛模拟仿真结果表明,在接收样本数量有限并且噪声服从高斯分布的情况下,本文提出的方法对于接收信号的检测概率要高于常规的KS检验方法.

摘要： 为了解决静态频谱分配仅将频谱分配给授权用户导致频谱资源紧缺的问题,对认知无线电中频谱感知部分进行优化。由于能量检测方法中选取固定门限值对不同信噪比信号检测误差较大,采用一种优化的双门限协作的感知方法。对于非授权用户接收信号时可能会受到干扰的情况,选取了联合频谱感知的方式。通过对爆炸半径进行自适应处理后的烟花算法来确定最小检测误差,利用其结果求得最优的门限值,得到最优的双门限值将接收到的能量区域分为3个区域,对于不能确定的区域将能量值发送到融合中心进行进一步判决,将所有判决结果用或(OR)准则融合得出频段是否有主用户占用。仿真结果表明了该方法与其他较新提出的双门限优化方法相比,具有一定优势。

摘要： 传统认知无线电系统中的频谱感知只发生于特定时段,而忽略了其它时段次用户接收到的信息对频谱感知的支持作用。现将一种衬底式认知无线电系统中次用户使用传输阶段所接收信息进行频谱感知的方法加以改进并应用于机会式认知无线电系统中。上述方法中次用户将接收到的信号解码后去除次用户间传输的信息,利用剩余信号进行频谱感知以判断主用户的工作状态,并基于判决结果决定下一时段次用户工作状态。同时引入一种BPSK信号下最优检测门限的计算方法以进一步提升系统性能。仿真结果表明,相较于传统认知无线电频谱感知的能量检测算法,改进算法能够有效增大次用户的平均发射功率,进而提高次用户间通信效率。

摘要： 频谱感知(Spectrum Sensing, SS)可以使次级用户(Secondary User, SU)在不干扰主用户(Primary User, PU)通信的情况下接入信道,是提高频谱资源利用率的一项非常关键的技术。传统的SS算法通常通过建模得到检验统计量,其检测性能依赖于建模的准确性,没有充分利用历史感知时隙的信息,而且性能受噪声功率不确定度(Noise Power Uncertainty, NU)影响而极大衰落。本文提出了一种数据驱动的基于深度学习(Deep Learning, DL)的SS算法,该算法利用当前和历史的传感数据源来学习固有的PU动态状态,我们使用当前时隙信号的模平方与前若干个时隙信号的模平方组成的矩阵作为神经网络的输入,使得监测状态更有利。另外,为了充分利用历史信息,本文采用了长短记忆神经网络(Long and short memory neural network, LSTM)作为我们的分类器,可避免长期依赖和主动学习能力。大量的仿真实验表明,本文提出的算法模型比传统的SS算法具有更优异的性能。

摘要： 万物互联互通技术的蓬勃发展导致无线频谱资源日益匮乏,传统无线电频谱固定分配方式的弊端越来越明显,认知无线电能有效解决频谱的稀缺;频谱感知是实现认知无线电技术前提条件,传统频谱感知技术在低信噪比环境下感知性能与系统、算法复杂度存在矛盾,如何解决这方面的问题仍然是频谱感知技术中的难点.重点对当前窄、宽带频谱感知技术的原理及研究现状进行综述并归纳总结其算法的优缺点,最后对频谱感知技术中存在的问题和未来发展方向进行了讨论.

摘要： 非法接入或任意功率控制带来的违规用频行为威胁了合法通信,恶化了频谱使用环境.在本文中,利用频谱感知技术,获取信道忙闲状态,若信道忙碌,则进一步分析是否存在异常用频行为.关键挑战是合法用频与非法用频概率共存,同时,为了躲避检测,非法用户往往断断续续地工作,并快速调整位置功率等.为了解决该问题,首先将该频谱感知感知问题建模为多元假设检验问题,其中,没有非法用户的状态建模为简单假设,而由于非法用户的相关参数未知,非法用户存在的状态建模为混合假设,并从检测目标和降低复杂度角度对其进行一定简化.然后针对该多元混合假设检验模型设计了一般的多元假设Neyman-Pearson准则.最终,对本文进行了总结与展望。

摘要： 机器学习这个名词对于今天已经并不陌生,与人工智能、神经网络等经常被一起提及,可以说是目前最热门的研究领域.不过频谱感知可能对于中的大多数并不熟悉,这是个相对专业的研究领域.本文先从认识频谱感知开始,一步步探究频谱感知与机器学习的相遇能碰撞出怎样的火花.基于机器学习的频谱预测，也仅仅是机器学习在电子信息领域众多应用中的冰山一用，更多人工智能在电子对抗、电子战等领域的应用都有待于去研究和挖掘。

摘要： 在认知无线电网络中,频谱感知过程的能量消耗是研究热点.提出一种基于泊松过程可用于统计干扰受限下的能量消耗进行建模,获得频谱感知能量消耗.频谱感知能量作为认知无线电网络的次要用户数量、空间密度和跳数的函数,可以建模为伽玛截断分布.将该模型用于时域感知、空域感知以及时域-空域联合感知在频谱感知过程中认知用户的能量消耗统计分析,仿真及分析结果表明了该模型的科学合理性.

摘要： 新型电力无线宽带系统是为满足智能配用电系统的通信需求,在电力专用230MHz频谱资源上研究开发的电力无线专网,该系统在应用过程中可能存在与230数传电台共用同一段频谱的情况.为保证2个系统同时稳定、高效的运行,提出一种结合能量感知和循环平稳特征感知2种检测算法的两级双门限本地频谱感知算法.这种算法首先通过能量感知法进行粗检测,然后根据噪声不确定性情况选择使用循环平稳特征感知算法进行细检测.若噪声的不确定性大,就自动增加循环平稳特征感知的比例,若噪声的不确定性小,则自动减小甚至不进行循环平稳特征感知.这样,既保证了检测的正确性,又能动态调整计算量.仿真结果和性能分析表明,该算法在保证系统检测性能的同时,降低计算的复杂度,并有效提升检测性能.

摘要： 基于压缩感知的联合协作频谱感知方法实现动态频谱感知,通过融合各次用户(SU)采集的感知数据,寻找超参数,并与判决门限值进行比较,以获得最终的频谱判决结果.基于压缩感知的联合协作频谱感知算法减少了单个SU对压缩感知数据的不确定性,归一化均方误差(MSE)性能较好,并且该算法能够有效利用SU压缩感知数据信息,与其他典型算法相比,能获得更高的正确检测概率和较小的虚警概率.

摘要： 频谱感知是认知无线电的一项关键技术,是实现频谱管理、频谱共享等一系列认知无线电功能的基本前提.频谱感知技术发现时域、频域及空域上的"频谱空穴",供认知用户以机会获取方式利用该频谱;并在主用户再次出现时,腾出信道或调整传输方式,避免对主用户造成干扰.本文首先给出了频谱感知的基本原理,然后对频谱感知技术进行了分类,并讨论了当前应用较为广泛的几种典型频谱感知技术,最后给出了IEEE802.22无线局域网系统中检测识别两种典型电视信号的方法.

摘要： 随着电子对抗日益加剧,干扰手段日趋多样,传统的跳频通信系统在军事抗干扰领域逐渐显现出一些不足.基于此,本文提出了一种基于认知无线电技术的跳频通信系统,通过频谱感知实时获取可用动态频谱,并对传统跳频系统进行适用性设计,实现高可靠性的通信.仿真结果表明:相比于传统跳频通信系统,认知无线电跳频通信系统的抗干扰性能有明显提升.尤其针对部分频带干扰和跟踪干扰等典型干扰信号,通信误码率最多能够降低2-3个数量级.

摘要： 采用最新的随机矩阵理论,对多个认知用户接收信号采样协方差矩阵的最小特征值的极限分布进行了分析,提出了一种改进的最大最小特征值合作感知和门限判决方法.该算法不需预知授权用户信号的先验知识,且能有效克服噪声不确定度的影响.与现有算法相比,在给定虚警概率时,仿真结果显示该算法判决门限更低、检测概率更高;而且在认知用户和采样数较少时,也能获得很好的检测性能.

摘要： 动态频谱管理是解决频谱稀缺问题和推动无线通信产业可持续发展的必经之路,而频谱机会信息获取是动态频谱管理的基础和前提.基于数据库的动态频谱管理技术在频谱利用率和授权用户保护方面具有明显的优势,受到了频谱管理部门、标准化组织和研究人员的广泛关注.介绍了典型的基于频谱数据库的动态频谱管理架构,研究了频谱感知、频谱预测等技术以提高频谱数据库支持动态频谱利用的能力并降低系统复杂度.

摘要： 本发明公开了一种星载宽频电磁频谱感知装置及电磁频谱感知算法，该装置包括：射频信号处理板卡和基带信号处理板卡。射频信号处理板卡包括：宽频天线、低通滤波器、高通滤波器和低噪放大器，宽频天线分别与低通滤波器和高通滤波器连接，低通滤波器的输出端和高通滤波器的输出端分别连接有低噪放大器。基带信号处理板卡包括变压器、带宽放大器和现场可编程门阵列芯片，低噪放大器与变压器连接，变压器与带宽放大器连接，带宽放大器与现场可编程门阵列芯片连接，现场可编程门阵列芯片与星务计算机通信接口连接。本发明的星载电磁频谱感知装置及电磁频谱感知算法，能够进行宽频电磁频谱感知，适用范围较广，具有更为优异的频谱泄露抑制性。

摘要： 本发明提供一种频谱感知方法和频谱感知系统、客户端和服务端。该频谱感知方法包括：采用能量感知方式判断干扰信号是否存在；采用循环谱特征感知方式判断干扰信号是否存在；根据能量感知方式的判断结果和循环谱特征感知方式的判断结果确定干扰用户是否存在。该频谱感知方法通过采用能量感知方式和循环谱特征感知方式对频谱进行混合感知，实现了粗感知和细感知相结合的频谱混合感知，从而提高了干扰用户的检测精度和检测速度。

摘要： 本发明公开了频谱感知中一种多节点协作干扰及安全频谱感知方法。在多节点协作干扰方法中，通过节点学习当前感知环境及干扰目的，而选择最优干扰策略，并实时监控干扰策略的执行，进行实时的调整，充分利用于PUEA与SSDF的协作干扰，使得干扰成功的概率增加。同时，本发明还公开了一种能用于PUEA与SSDF的协作干扰环境的安全频谱感知方法，其通过身份标识值区分信任和非信任SU，基于信任SU对PU信号的上一感知时隙的感知结果，实时的调制下一感知时隙的SU的身份标识值，从而确定能进入FC的合并状态的SU。本发明的安全频谱感知方法在PUEA以及SSDF共存的综合、复杂的感知环境中，能够同时降低甚至消除PUEA与SSDF的影响，使得整个感知网络保持较好的感知性能。

摘要： 本发明提供一种窄带频谱感知系统的增强频谱感知方法，所述方法包括以下步骤：授权用户在待测信道发送信号；认知用户感知接收信号，并进行FFT、平方器处理，以获取频谱的能量中心值Z，再利用CA‑CFAR算法对频谱进行处理，以获取信号的能量检测门限值T，最后，根据中心值Z与门限值T进行频谱感知判决。本发明将CA‑CFAR算法融入到频谱感知的能量检测方法中，一方面解决了能量检测过程中对噪声功率的先验估计这一难题，另一方面解决了噪声不确定性对多信道感知性能的影响，在动态时变的复杂异构网络环境中，认知用户可以自适应调节各待测信道的能量检测门限值，以提高频谱感知准确度，减少感知时间。

摘要： 本发明公开了一种星载宽频电磁频谱感知装置及电磁频谱感知算法，该装置包括：射频信号处理板卡和基带信号处理板卡。射频信号处理板卡包括：宽频天线、低通滤波器、高通滤波器和低噪放大器，宽频天线分别与低通滤波器和高通滤波器连接，低通滤波器的输出端和高通滤波器的输出端分别连接有低噪放大器。基带信号处理板卡包括变压器、带宽放大器和现场可编程门阵列芯片，低噪放大器与变压器连接，变压器与带宽放大器连接，带宽放大器与现场可编程门阵列芯片连接，现场可编程门阵列芯片与星务计算机通信接口连接。本发明的星载电磁频谱感知装置及电磁频谱感知算法，能够进行宽频电磁频谱感知，适用范围较广，具有更为优异的频谱泄露抑制性。

摘要： 本发明公开一种训练频谱感知模型的方法及系统、频谱感知方法及系统，其中频谱感知方法包括：实时采集待检测的无线电信号；获取待检测的无线电信号的频谱采样协方差矩阵；将待检测的无线电信号的频谱采样协方差矩阵转为待检测的无线电信号的灰度图信息；根据待检测的无线电信号的灰度图信息，确定待检测的无线电信号所对应的频谱感知结果。本发明利用卷积神经网络模型对接收无线电信号的采样协方差矩阵提取特征，避免了能量检测法在低信噪比下检测性能恶化和循环平稳特征检测法需要信号的先验信息，利用卷积神经网络来学习协方差矩阵自身的特征，避免了提取特征时矩阵运算的复杂和阈值估计时的误差，最终达到实时检测的要求和真正意义上的盲检测。

摘要： 本发明涉及一种频谱方法和装置，该频谱方法包括步骤：获取射频信号携带的多个宽带信号的功率谱；根据各个宽带信号的功率谱确定特征频段，并获取各个宽带信号中的特征频段的带宽；将各个宽带信号中的特征频段的带宽与设定的带宽阈值进行比较；若特征频段的带宽大于带宽阈值，则根据特征频段获取用于通信的可用频段，使得可用频段由宽带信号内频段的能量值和该频段对应的带宽进行确定，避免了传统技术获取可用频段时容易受到噪声功率干扰的缺陷，保证了可用频段的质量，而且该方法复杂度低，有利于对可用频段进行高效和准确的感知，提高通信质量。还提供一种频谱感知设备和计算机可读存储介质。

摘要： 本发明提供一种融合频谱感知方法及融合频谱感知设备，属于频谱感知技术领域，其可解决现有的频谱检测时间长、效率低的问题。该融合频谱感知方法包括：S01、令感知次数j为1；S02、获取中心感知结果；S03、接收认知用户的本地感知结果；S04、比较本地感知结果和中心感知结果，得到第j次感知的比较结果；S05、根据比较结果得到认知用户检测概率；S06、根据检测概率得到认知用户的置信水平；S07、根据本地感知结果与置信水平得到融合结果；S08、当融合感知结果满足第一预设条件时，得出目标频谱被占用；当满足第二预设条件时，得出没有被占用；当不满足第一预设条件也不满足第二预设条件时，令j＝j+1，并返回S02。

摘要： 本发明公开了频谱感知中一种多节点协作干扰及安全频谱感知方法。在多节点协作干扰方法中，通过节点学习当前感知环境及干扰目的，而选择最优干扰策略，并实时监控干扰策略的执行，进行实时的调整，充分利用于PUEA与SSDF的协作干扰，使得干扰成功的概率增加。同时，本发明还公开了一种能用于PUEA与SSDF的协作干扰环境的安全频谱感知方法，其通过身份标识值区分信任和非信任SU，基于信任SU对PU信号的上一感知时隙的感知结果，实时的调制下一感知时隙的SU的身份标识值，从而确定能进入FC的合并状态的SU。本发明的安全频谱感知方法在PUEA以及SSDF共存的综合、复杂的感知环境中，能够同时降低甚至消除PUEA与SSDF的影响，使得整个感知网络保持较好的感知性能。

摘要： 一种频谱感知侦测器及频谱感知侦测方法。频谱感知侦测器接收无线电信号，并根据无线电信号产生多个数字信号。频谱感知侦测器根据数字信号计算多个信号自相关数值及多个信号互相关数值，并根据信号自相关数值及信号互相关数值计算信号变数值。频谱感知侦测器于决定信号变数值大于信号阈值后，判断无线电信号包含使用者无线电信号。