车载认知无线电中的信号检测与参数估计技术研究.pdf

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1、论文题目车载认知无线电中的信号检测与参数估计技术研究学科专业信号与信息处理学号200810201004作者姓名肖曼琳指导教师魏平教授万方数据分类号密级公开注1UDC学位论文车载认知无线电中的信号检测与参数估计技术研究（题名和副题名）肖曼琳（作者姓名）指导教师魏平教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别博士学科专业信号与信息处理提交论文日期2013年3月15日论文答辩日期2013年5月31日学位授予单位和日期电子科技大学2013年6月23日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分

2、类法UDC》的类号。万方数据SIGNALDETECTIONANDPARAMETERESTIMATIONINVEHICULARCOGNITIVERADIOSADoctorDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:SignalandInformationProcessingAuthor:ManlinXiaoAdvisor:Prof.PingWeiSchool:SchoolofElectr

3、onicEngineering万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件

4、和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日万方数据万方数据摘要摘要为了使未来的无线通信系统能满足更多的商业和公共服务的需求，扩大系统容量已经成为当今无线通信领域最重要的研究课题。认知无线电技术是通过机会主义的频谱资源共享来提高整个系统的容量，所以近年来该技术作为最有竞争力的备选方案已经被广泛研究。认知无线电应用中第一

5、步也是最重要的技术是在感兴趣的频段内检测频谱的使用情况，即判断原始用户是否存在。为保障原始用户不受到干扰并且为认知无线电用户争取到更多的可用时间，原始用户的检测工作必须在低信噪比和短时间内完成。所以，认知无线电中信号检测问题的最大挑战是寻找在低信噪比和小样本数情况下性能优良的检测算法和检测策略。本论文提出用多部车辆做为检测设备的载体，对原始用户进行快速检测。根据不同的检测要求和环境情况，研究了不同的检测策略和检测技术，包括时频技术、合作协作、空域技术等。主要工作和贡献如下：1.以已开放频段的原始

6、用户信号——ATSC数字电视信号为例，提出了不同的时频信号检测算法。在完成ATSC数字电视信号建模的基础上，通过分析其频谱特性，提出了导频信号检测算法。根据ATSC数字电视信号的特殊编码结构，提出了数据域同步信号检测算法和数据段同步信号检测算法。通过分析ATSC数字电视信号的统计特性，提出了周期平稳信号检测算法。通过仿真实验，给出了这几种检测算法的性能分析，为工程实现提供了可靠的理论依据。2.对车载合作感知系统进行讨论并完成系统仿真。在该系统中，多部车载设备通过中心协调式合作策略对ATSC数字电

7、视信号进行合作检测。整个仿真系统可以分为信号产生，信号检测以及数据融合三个部分。信号产生部分主要生成需要检测的原始用户信号，即将通过车载信道后的ATSC数字电视信号为接收数据。车载信道包括不同环境下的衰落、阴影效应和多径等。信号检测部分可以采用简单的盲检测算法也可以采用特征检测算法。数据融合部分主要使用了软判决和硬判决的数据融合策略。在仿真实验中，采用经典的环境参数并且对检测算法和数据融合算法进行不同的组合。仿真实验结果为不同情况下的策略选择提供了理论依据。3.通过多信号特征分析，提出了基于样本

8、特征值的检测算法。在该算法中，首先将多部车辆接收到的样本组成数据矩阵，然后通过特征分解得到样本特征值I万方数据摘要并且利用样本特征值构造出检测统计量，最后通过和检测门限做比较获得判决结果。提出了两种适用于样本数较少情况下的检测统计量，并且根据样本特征值的波动特性给出相应的检测门限。通过仿真实验可以证明这两种算法能够有效地在短时间内完成对原始用户的检测。4.讨论了原始用户个数估计算法。分析了传统个数估计算法在样本数较少时性能下降的原因，给出了利用特征值完成信号检测时所需的极限能量。提出了利用样本特