基于能量检测法的统计特性分析

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1、第30卷第6期航天电子对抗41基于能量检测法的统计特性分析*王懋1，袁新波2，张海黎3(1．电子工程学院，安徽合肥230037；2．国营990厂，安徽合肥230037；3．北京地区军事代表室，北京100083)摘要：能量检测法是一种适用范围广泛的信号盲检测方法，而统计特性分析的准确估计是其应用的基础和前提。针对其检测量的统计特性分析，通过系统分析和理论推导，发现在仅有噪声输入的情况下，检测量服从卡平方分布；信号加噪声输入时的检测量服从非中心卡平方分布。最后利用详细的仿真分析验证了检测量统计特性分析的

2、正确性，为能量检测法的应用提供了参考和依据。关键词：能量检测；统计特性分析；卡方分布；非中心卡方分布中图分类号：TN971+．1；TN911．23文献标识码：AAnalysisofstatisticalcharacteristicforenergydetectionmethodWangMa01，YuanXinb02，ZhangHaili3(1．ElectmoicEngineeringInstitute，Hefei230037，Anhui，China；2．No．990Factory，Hefei2300

3、37，Anhui，China；3．BeijingAreaDelegacyBureauoftheFourthGeneralStall，Beijing100083，China)AbstI‘act：Theenergydetectionmethodiswidelyusedintheblindsignaldetectionfield，andtheprecisees—timationofthestatisticalcharacteristicsanalysisisthebasisandpreconditioni

4、nitsapplication．Fortheanalysisofthedetectionquantity’sstatisticalcharacteristics，followingresultsaregivenbysystematicanalysisandtheoreticdeduction．Thedetectionquantityobeyschi-squaredistributionwhennosignalbutonlynoiseisaddedtotheinput，whileitobeysnon—

5、centralchi—squaredistributionwhenbothsignalandnoiseareaddedtotheinput．FinaUy，thesimulationprovesthecorrectnessoftheanalysisofthedetectionquantity’sstatisticalcharacteristics，andprovidesthereferenceandfoundationfortheapplicationofenergydetection．Keyworc

6、ls：energydetection；statisticalcharacteristicanalysis；chi_squaredist“bution；nor卜centralchi-sauaredistribution0引言目前较为通用的信号检测方法主要有能量检测法、匹配滤波器法、循环平稳特征检测法和高阶累积量法等[1_8]。其中能量检测法是一种在没有任何先验知识的情况下判断未知信号有无的最简单、直接和有效的信号检测方法，是利用了信号加噪声的能量应大于噪声的能量的原理。由于能量检测方法对信号没有作任何

7、假设，因此是一种盲检测算法，应用范围广泛。例如在认知无线电领域，需要对空闲频谱资源进行检测，*基金项目：国家自然科学基金(61271300，61072107)收稿日期：2014一08—22；2014—09—23修回。作者简介：王懋(1973一)，男，讲师，研究方向为信号处理、无线通信网络。能量检测法是一种基础的频谱感知方法[73；在超宽带无线通信领域，能量检测法被应用于超宽带接收机，解决时间同步、TOA估计问题等[8。10

8、。然而关于能量检测法中的检测量统计特性分析以及检测门限选择问题，目前一直缺少

9、深入的分析及验证，使得能量检测器的应用及性能分析受到一定限制[91引。因此，本文针对能量检测器的检测量统计特性进行了分析，包括对仅有噪声情况和信号加噪声情况下能量检测结果统计特性的分析，为能量检测法的应用提供理论支持。1能量检测法信号检测问题，即根据接收到的混合波形(信号加噪声，或噪声)，作出有无信号存在的判决。电磁信号42航天电子对抗2014(6)在传输信息的过程中会遇到各种干扰，其中最常见的噪声干扰是随机过程，此外，有用信号也常呈现随机性。因此，信号检测问题可以用