基于信噪比系数的双阈值分布式协作算法的研究
电子技术应用
李展雄，刘丽萍，方亮，吕佳枫，王赐
宁夏大学 电子电气工程学院，宁夏 银川 750021
摘要： 为了解决低信噪比时，传统能量检测算法因判决门限固定不变而导致检测性能较差的问题，研究了一种可随信噪比系数变化的双阈值协作能量检测算法。该算法的门限值是根据信噪比系数自适应调整，同时考虑到集中式协作的方式由于过度依赖融合中心的问题而不能在特殊场合使用，因此采用分布式协作的方法将每个认知用户检测到的信息能量值与动态门限进行比较。最后通过与两种传统算法进行对比分析，验证了该算法具有更好的检测性能。
中图分类号：TN914.3 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234354
中文引用格式： 李展雄，刘丽萍，方亮，等. 基于信噪比系数的双阈值分布式协作算法的研究[J]. 电子技术应用，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，刘丽萍，方亮，等. 基于信噪比系数的双阈值分布式协作算法的研究[J]. 电子技术应用，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
信息技术的快速发展使得无线通信业务的需求量不断增大，而每种无线通信技术均需要一定的频谱资源作为支持，这使得频谱资源匮乏的问题更加严峻。为了解决该问题，认知无线电(Cognitive Radio，CR)技术[1-2]应运而生。认知无线电技术主要通过认知用户在授权频段进行频谱感知后发现空闲频段，即频谱空洞，在保证授权用户高质量通信的前提条件下，可以暂时接入该频段进行通信，以此改善频谱资源过度使用的情况[3]。频谱感知[4]是认知无线电技术中的核心任务，而频谱感知中能量检测算法具有操作简单、计算简便、灵活性强等优势，被研究学者广泛使用[5-9]。然而，在信噪比较低的环境下，能量检测容易受到噪声不确定性的影响使得系统的检测效果不佳，因此在文献[10]中，鲁春燕等人提出了一种基于噪声不确定性的双门限协作能量检测算法，通过理论分析与仿真实验表明所提算法对环境的适应能力更强，在一定程度上减少了噪声不确性给整个系统带来的影响，同时也实现了频谱的高效利用。在文献[11]中，冉超等人搭建了一套软件无线电系统在真实信道中进行实验，并提出一种改进的双阈值能量检测算法。该算法是在不可信区间内加入一个细化阈值，对判决结果进行融合，同时对授权用户的频谱使用情况进行实时检测，通过仿真结果证明该算法在信噪比较低的情况下具有更高的检测概率。
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作者信息：
李展雄，刘丽萍，方亮，吕佳枫，王赐
（宁夏大学 电子电气工程学院，宁夏 银川 750021）
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