基于分数傅里叶变换的认知无线电抗干扰系统
认知FrFT域通信系统及其抗干扰性能分析
ｔ ｎ ＤＣＳ，ｒ ｓ ｅ ｔ ｅｙ． ｉ ａ Ｔ ｏｌ ｅｐ ｃｉ ｌ ｖ
Ｋ ｙ ｗ ｒ ｓｃｇｉｖ ｄｏ Ｃ ） ｔ ｓ ｌ ｏ ａ ｍ ｎｃｔ ｎｓｓ ｍ（ Ｄ Ｓ ； ｒｃｏａ Ｆｕ ｅ ａｓ ｒ ｅ ｏｄ ：ｏ ｔｅｒ ｉ（ Ｒ ； ｒ ｆ ｍ ｄｍ ｉ ｃ ｍｕｉ ｉ ｔ Ｔ Ｃ ） ｆ ｔ ｎｌ ｏｒ ｒ ｒ ｆ ｍ ｎ ｉ ａ ｎ ａ ｏ ｎｏ ａｏ ｙ ｅ ａ ｉ ｉ ｔｎ ｏ
（ ＦＦ Ｄ Ｓ ， 变换 域通信 系统 中采 用 分数傅 里 叶 变换 ， 与认 知 无线 电技 术结合 ， 出了系统的 结 Ｃ ｒＴ Ｃ ） 在 并 给 构框 图和 工作 原理 ， 分析 了 系统 的抗干扰 性 能 。计算机 仿 真结 果表 明 ， Ｆ Ｔ Ｃ Ｃ ｆ Ｄ Ｓ具 有较 强 的抗 干扰
ｊｒｎｒ ｔ ｖｒ ｅｂｔ ／ ｒ ｒ ｒ ａｃ ｐ ｖｍｅｔ ｏ ＦＦ Ｄ Ｓａｅａｏ ｔ ５ ７ ｄ ，１ ．９ Ｂ ａｄ１ ． ａ ｅ ，ｈ ａｅａ ｉｅ ｏ ｆ ｍ ｎ ｅｉ ｒ ｅ ｎ ｆ ｒＴ Ｃ ｒ ｂ ｕ １ ．０ Ｂ ３ ２ ｄ ３ Ⅲ ｅ ｇ Ｔ ｐ ｏ ｅ ｍｏ ｓ Ｃ ｎ ７ ｄ ｉ ｃ ｓ ｕ ｎｅｓｒａ ｐｃ ｕ Ｄ Ｓ ）ｓｓ ｍ ａ ｄａ ｏｔ ．８Ｂ， ．３ Ｂ ａｄ３ ６ ｄ ａｉ ９ Ｂｔ ａｄ ｅｔ ｅ ｅｃ ｐ ｄｓ ｔ ｍ（ Ｓ Ｓ ｙ ｅ ｕ ０ １ｄ ０ ２ ｄ ．３ Ｂｔ ａｔ ｄ． ｏ ｒ ｑ ｅ ｅ ｒ ｔ ｎ ｂ ｎ ｏ ｒ
基于加权类分数傅立叶变换的变换域通信系统
基于加权类分数傅立叶变换的变换域通信系统梅林;房宵杰;沙学军【摘要】This paper indicates that the convergence of single carrier and multicarrier technological system will be the general trend for the air interface of future communications systems, and the compatibility and expansibility should be the crucially focused features. The idea of averaging interference for the hybrid carrier system over fading and interference channels are discussed along with the combinations of hybrid carrier system and other techniques such as spectrum spreading, equalization and partial fast Fourier transform (FFT) demodulation. Future work for the research of weighted-type fractional Fourier transform (WFRFT) communications system and relative technologies are also addressed.%提出单载波与多载波技术体系的融合将会成为未来通信系统空中接口技术发展的重要趋势,指出对既有系统与技术的兼容性和扩展性是混合单、多载波系统所需重点关注问题.结合扩频、均衡、部分快速傅立叶变换(FFT)解调等技术,论述了干扰平均化思想在混合载波系统抗衰落、抗干扰中的重要作用,并展望了加权类分数傅立叶变换(WFRFT)通信系统相关技术的未来研究重点.【期刊名称】《中兴通讯技术》【年(卷),期】2017(023)003【总页数】7页(P38-44)【关键词】WFRFT;混合载波体制;时频双弥散信道;低截获概率【作者】梅林;房宵杰;沙学军【作者单位】哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TN929.5D OI:10.3969/j.issn.1009-6868.2017.03.009通信过程中存在的系统、信号、干扰等都已由时、空、频、能量等物理关系抽象出的数学工具和模型来表征、分析。
分数傅里叶变换
分数傅里叶变换在信号处理领域中，傅里叶变换是一项重要的数学工具，用于将一个信号从时域转换到频域。
然而，对于非周期信号或者信号突变的情况，传统的傅里叶变换可能无法准确地描述信号的频谱特征。
为了解决这个问题，人们提出了一种更加灵活和精确的傅里叶变换方法——分数傅里叶变换。
分数傅里叶变换是一种基于分数阶导数的信号变换方法，它能够有效地处理非周期信号和突变信号。
这种变换方法在信号处理、图像处理和模式识别等领域得到了广泛的应用，并且取得了令人瞩目的成果。
为了更好地理解分数傅里叶变换的原理和应用，我们首先需要了解傅里叶变换的基本概念。
傅里叶变换可以将一个信号分解为不同频率的正弦波成分，然后通过叠加这些正弦波成分，得到原始信号。
这种变换方法使得我们能够从频域的角度来分析信号的特征，比如频率、幅度和相位等。
然而，对于非周期信号或者信号突变的情况，传统的傅里叶变换可能会产生一些问题。
由于这些信号不具有周期性或者在某些时刻突然发生变化，传统的傅里叶变换无法准确地表示信号的频谱特征。
这就需要我们引入分数傅里叶变换这一更加灵活和精确的方法。
分数傅里叶变换基于分数阶导数的概念，可以有效地处理非周期信号和突变信号。
分数阶导数是导数的一种推广，它能够描述信号在时间或空间上的非平滑性和不连续性。
通过引入分数阶导数的概念，分数傅里叶变换能够更加准确地表示信号的频谱特征，从而提高信号处理的精度和效果。
分数傅里叶变换的应用十分广泛，涵盖了信号处理、图像处理和模式识别等多个领域。
在信号处理方面，分数傅里叶变换可以用于信号滤波、频谱分析和信号恢复等任务。
在图像处理方面，分数傅里叶变换可以用于图像去噪、图像增强和图像压缩等应用。
在模式识别方面，分数傅里叶变换可以用于特征提取和分类识别等任务。
通过分数傅里叶变换，我们可以更加准确地分析和处理信号的频谱特征，从而提高信号处理的精度和效果。
不仅如此，分数傅里叶变换还可以帮助我们深入理解信号的本质和特征，从而为更深入的研究和应用打下基础。
基于人工神经网络的认知无线电频谱感知研究
ｉ ｅｅ ｔ ｄ ｆ ｒ ｎ ｏ ｕ ａ ｏ ｉ ｎ ｌ ｒ ｃ ｇ ｉ ｏ ｉ ｕ ａ ｏ ｘ ｅ ｍ ｅ ｔ． ｏ ｍ ｄ ｌ ｔ ｎ ｓｇ ａｓ ｅ ｏ ｎ ｔ ｎ ｓ ｉ ｉ ｍ ｌｔ ｎ ｅ ｐ ｒ ｉ ｉ ｎ ｃ ｍｐ ｒ ｄ 、ｉｈ ｔ ｅ ｏ ｇ ｎ ｌ ｉ ｇｅ ｓ ｒｓ ｅ ｔ ｍ ａ ｅ Ⅳ ｔ ｈ ｒ ｉ ａ ｓｎ ｌ —ｕ ｅ ｐ ｃｒ ｉ ｕ ｄ ｔｃｉｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ， ｅ ｅ ｔ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ＡＮ Ｎ ａ ｉ ｈ ａ ａｌｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｒ ｈ ｂ ｈ ｙ ｏ ｈ ｓｈ ｇ ｖ ｉ ｉ ｔ ｎ ｅ ａ ｉ ｔ ａ ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄｓ ｃ ｇ ｉ ｖ ａ ｉ ｙ ｒ ： ｏ ｎ ｔ ｅｒ ｄ ｏ； ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｓ ｅ ｔｕ ｅ ｃ ｐ ｏ ｉ ｒ ｑ ｅ ｃ ｃ ｒ ｍ ｐ ｒ ｅ ｔ ｎ； ｎ ｕ ａ ｅ ｗｏ ｋ ａ ｏ ｔ ｍ ｐ ｉ ｅ ｒｌ ｔ ｒ ｇ ｒｈ ｎ ｌ ｉ
ａ ｏ ｔ ｔｅＡＮ Ｎ 、 ａ ｔｎｏ ｏ ｓ ｅ ｒ ｉｇａ ｉｔ ｏ ｄ ｓｇ ｈ ｐ ｃｒ ｍ ｅｅ ｔ ｎ ｃａｓ ｅ， ａ ａｎ ａ ｄ ｓｏ ｈ ｄ ｐｓｈ Ｓ ｕ ｏ ｍ ｕ ａ ｎ ｂｌ ｔ ｅｉｎ ｔ ｅｓｅ ｔｕ ｄ ｔｃｉ ｌｓ ｆｒ ｔ ｎｌ ｒ ｎ ｔｒ ｔ ｅ ｌ ｎ ｉ ｙ ｏ ｉ ｉｃ ｅ ｅ
２ ２ 年 ９ Ａ ０１ 繁 ９期
电 子 测 试
ＥＬ ＥｃＴＲ０ Ｎ ｌ ｃ ＴＥｓＴ
Ｓｅ ２０１ ｐ． ２ Ｎ ｏ９ ．
基于人工神经 网络 的认知无线 电频谱 感知研 究
刘 鹤
（ 兰州交通大学 ，电子与信息工程学院 ，兰州 ７０７ ） ３０ ０
摘要 ：认知无 线 电 是 一种新 的智能无 线通信技 术 ， 通过感 知周围环境特 征 ， 并采用构建理 解 的方 法进行 学习。 频谱感 知技 术是认知无 线电系 统设 计 的重要组 成部分， 文提 出了基于人工神经 网络 本 （ ＡＮＮ） 算 法的认知无 线 电感知技术 。由于单用户检 测存在检测精度不高的问题， 文通过 采用 本
短波宽带波形干扰抑制技术
短波宽带波形干扰抑制技术宋滔;胡飞【摘要】短波宽带波形是现代短波通信的最新研究成果,采用带宽扩展方式实现短波高速通信.短波信道存在的各种各样强干扰信号使得干扰抑制成为现代短波宽带通信急待解决关键问题之一.针对这种现象,提出了一种基于变换域选择的双门限干扰抑制方法,该算法可以有效地选择最佳变换域去抑制干扰.仿真结果表明这种干扰抑制方法能够抑制不同类型干扰信号,在干扰环境下短波宽带波形具有较好传输性能.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2015(048)003【总页数】6页(P283-288)【关键词】短波宽带波形;干扰抑制;变换域选择【作者】宋滔;胡飞【作者单位】西南通信研究所,四川成都610041;西南通信研究所,四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】TN926短波通信是实现远距离、超视距军事通信和远洋运输通信的重要手段之一。
短波通信的典型代表是美国短波通信军事标准MIL-STD-188-110B[1]，美军标110B采用相位调制(PSK)和最高64阶的幅度相位调制(64QAM)等线性调制技术，以及卷积编码技术在3 kHz信号带宽内实现了传输速率9 600 bit/s(编码)和12 800bit/s(无编码)的短波通信，但110B波形对信道质量要求很高[1]，在实际应用中难以达到2 400 bit/s稳定传输，其典型传输速率一般为600 bit/s。
传统短波通信已不能满足现代社会信息化的发展需求。
21世纪以来，短波通信现代化发展进入一个新时期，其典型表现是现代短波通信信道带宽从3 kHz扩展到24 kHz，最高传输速率从传统的9 600 bit/s提高到了120 000 bit/s。
现代短波通信的发展标志是美国在2011年提出了最大信号带宽为24 kHz的短波宽带波形标准规范110C[2]。
我国对现代短波宽带波形技术做了相关研究[3]。
短波频段拥挤，短波信道存在各种各样的强干扰信号，这些强干扰噪声可被建模为脉冲干扰、单音干扰、多音干扰、疏状干扰和窄带干扰等各种模式[4-5]。
分数阶傅里叶变换的原理与应用
分数阶傅里叶变换的原理与应用分数阶傅里叶变换（Fractional Fourier Transform，简称FRFT）是一种广义的傅里叶变换方法，可以描述信号在时频域中的变换关系。
与传统的傅里叶变换相比，分数阶傅里叶变换具有更广泛的应用领域和更强大的变换能力。
本文将介绍分数阶傅里叶变换的原理及其在信号处理中的应用。
分数阶傅里叶变换的原理可以通过分数阶傅里叶变换核（Fractional Fourier Transform Kernel）来描述。
分数阶傅里叶变换核是一种特殊形式的线性空间变换核，它由角度参数α和分数阶参数β决定。
通过调整α和β的取值，可以实现对信号在时频域中的不同变换操作。
分数阶傅里叶变换可以看作是一种旋转和拉伸的变换方式。
当α=0时，分数阶傅里叶变换退化为傅里叶变换；当β=1时，分数阶傅里叶变换退化为时域的平移操作；当α和β均为分数时，分数阶傅里叶变换可以描述信号在时频域中的复杂变换关系。
分数阶傅里叶变换在信号处理中有着广泛的应用。
首先，它可以用于信号的分析和合成。
通过分数阶傅里叶变换，可以将信号从时域变换到频域，进而实现对信号的频谱分析。
同时，分数阶傅里叶变换还可以将频域的信号合成为时域的信号，从而实现信号的合成。
分数阶傅里叶变换可以用于信号的压缩和去噪。
在信号的压缩中，通过选择合适的分数阶参数β，可以实现对信号的降维压缩，从而减少存储空间和传输带宽。
在信号的去噪中，分数阶傅里叶变换可以将信号在时频域中的噪声分离出来，从而实现对噪声的去除。
分数阶傅里叶变换还可以应用于图像处理和通信系统中。
在图像处理中，分数阶傅里叶变换可以用于图像的特征提取和图像的变换操作。
在通信系统中，分数阶傅里叶变换可以用于信号的调制和解调，从而实现对信号的传输和接收。
分数阶傅里叶变换是一种重要的信号处理方法，具有广泛的应用前景。
通过对信号的分析和合成、信号的压缩和去噪，以及在图像处理和通信系统中的应用，分数阶傅里叶变换可以实现对信号在时频域中的变换和处理，从而提高信号处理的效果和性能。
扩频通信系统中chirp干扰的识别与抑制研究(1)
扩频通信系统中chirp干扰的识别与抑制研究摘要：扩频通信作为目前正在不断发展的先进通信技术，它的最大特点就是传输带宽比传统的通信方式要大几百倍以上。
由此具有抗干扰能力强，频谱功率低，保密性好，易实现码分多址等优点。
特别是其中的直接序列扩频通信方式，发展的最为成熟，应用最为广泛。
扩频通信系统对于平稳噪声有很好的抵抗力，但是对于非平稳的chirp噪声的干扰表现却不佳，而现在国内外也正在研究这方面的课题。
论文实现了一种基于在chirp基上展开的分数阶傅立叶变换来处理扩频通信系统中遇到的chirp干扰问题，利用分数阶傅立叶变换对于chirp信号良好的聚焦性，当chirp 干扰噪声的旋转角度在与其调频斜率一致时，分数阶傅立叶变换域便会呈现冲激，在适当的阈值下搜索并去除冲激后再进行反变换，从而来去除chirp干扰，并在此基础上做了计算机仿真实验。
仿真实验结果表明，该算法是有效可行的。
关键词：扩频通信；分数阶傅立叶变换；chirp信号；干扰识别；干扰抑制Research on the identification and suppression of chirp interference in spread spectrumcommunication systemsAbstract：Spread Spectrum communication is a continuous developing advanced communication technology, whose biggest character is that its transmission bandwidth is wider over hundreds times than the traditional means of communication. Spread Spectrum communication has many advantages such as good anti-interference, low spectrum power, good confidentiality, and easy to realize the CDMA. In particular, the direct sequence spread spectrum communication, is the most mature and the most widely used communication ways. The spread spectrum communication system has good resistance performance for the stationary noise, but for the non-stationary chirp noise, the performance is poor. Now the domestic and abroad are also looking into the issue. In this paper, the solution which is based on the chirp-launched on fractional Fourier transform to deal with the spread spectrum communication system encountered the chirp interference, using the good focus of the chirp signal in fractional Fourier transform, when rotate the chirp noise a appropriate angle corresponding with the chirp rate, fractional Fourier Transform representation will show a strong pulse .than search the pulse in the appropriate threshold and after the removal of the noise, transform the signal back. And all of those had been done in theform of computer simulation. The simulation results show that the method is feasible and effective.Keywords: Spread Spectrum communication; fractional Fourier transform; chirp signal; Interference identification; Interference suppression目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 本课题目前的研究现状和研究意义 (1)1.3 论文研究的主要内容和组织结构 (2)第二章扩频通信 (4)2.1 扩频通信概述 (4)2.1.1 扩频通信的定义 (5)2.1.2 扩频通信的理论基础 (6)2.2 直接序列扩频工作方式 (8)2.3 其他工作方式 (15)第三章分数阶傅里叶变换 (18)3.1 分数阶傅里叶变换的研究与发展 (18)3.2 分数阶傅里叶变换定义及其性质 (19)3.2.1 分数阶傅里叶变换的定义 (20)3.2.2 分数阶傅里叶变换的性质 (22)第四章扩频通信系统中chirp干扰的识别与抑制的实现 (24)4.1 扩频通信中调制信号的仿真 (24)4.2 chirp干扰噪声的仿真 (26)4.3 分数阶傅里叶变换处理chirp噪声的基本原理 (27)4.3.1 chirp噪声的聚集性在分数阶傅里叶域的解释 (28)4.3.2 chirp噪声分数阶傅里叶域滤波的基本原理 (29)4.3.3 chirp噪声分数阶傅里叶域滤波模型 (30)4.4 chirp干扰识别与抑制的实验 (31)4.4.1 chirp干扰识别与抑制算法 (31)4.4.2 三种调制方式的chirp识别与抑制实验 (36)第五章总结 (45)致谢 (47)参考文献 (48)附录 (49)第一章绪论1.1 引言扩展频谱通信系统是在一个很宽的频带上，用于扩展基带信号(即信息)的频谱，然后再进行传输的一种系统。
无线通信网络导频复用干扰协调优化算法
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－３１０６．２０２３．０６．０１４引用格式：李永，朱姝．无线通信网络导频复用干扰协调优化算法［Ｊ］．无线电工程，２０２３，５３（６）：１３５１－１３５８．［ＬＩＹｏｎｇ，ＺＨＵＳｈｕ．ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒＰｉｌｏｔＲｅｕｓｅＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＣｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｉｎＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＲａｄｉｏＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２３，５３（６）：１３５１－１３５８．］无线通信网络导频复用干扰协调优化算法李 永１，朱 姝２（１．郑州西亚斯学院电子信息工程学院，河南郑州４５１１５０；２．国防科技大学计算机学院，湖南长沙４１００１５）摘 要：无线通信网络导频复用干扰难以消除，导致无线通信网络安全性有所下降，针对现有导频复用干扰协调算法性能不佳的问题，提出无线通信网络导频复用干扰协调优化算法。
建立蜂窝无线通信网络模型，分析导频复用导致的小区干扰问题；计算干扰概率，建立无线通信网络小区干扰模型；对导频复用干扰协调问题进行描述，基于正交补空间计算使信道的等效增益最大化，通过调度用户消除小区间干扰，完成无线通信网络导频复用干扰协调优化分析。
实验结果表明，所设计算法的吞吐量较高，丢包率最大仅为７％，误符号率最小仅为１３％，且在中断概率及功率差值测试中占据一定优势，整体性能优越，为提高无线通信网络传输性能提供了有益支持。
关键词：无线通信网络；导频复用；小区干扰模型；正交补空间；干扰协调中图分类号：ＴＮ９２文献标志码：Ａ开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：文章编号：１００３－３１０６（２０２３）０６－１３５１－０８ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒＰｉｌｏｔＲｅｕｓｅＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＣｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｉｎＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋｓＬＩＹｏｎｇ１，ＺＨＵＳｈｕ２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＳｉａｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５１１５０，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００１５，Ｃｈｉｎａ．）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｉｌｏｔｒｅｕｓｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅ，ｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｄｅｇｒａｄｅｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｐｉｌｏｔｒｅｕｓｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｐｉｌｏｔｒｅｕｓｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ａｃｅｌｌｕｌａｒｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｃｅｌｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｐｒｏｂｌｅｍｃａｕｓｅｄｂｙｐｉｌｏｔｒｅｕｓｅ；ｔｈｅｎｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｃｅｌｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｍｏｄｅｌ；ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｉｌｏｔｒｅｕｓｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ｗｈｉｃｈｍａｘｉｍｉｚｅｓｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｇａｉｎｏｆｃｈａｎｎｅｌｂａｓｅｄｏｎｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔｓｐａｃｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｅｌｉｍｉｎａｔｅｓｔｈｅｉｎｔｅｒ ｃｅｌｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂｙｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇｕｓｅｒｓ，ａｎｄｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｐｉｌｏｔｒｅｕｓｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｉｎｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｈａｓｈｉｇｈｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｐａｃｋｅｔｌｏｓｓｒａｔｅｉｓ７％，ｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｓｙｍｂｏｌｅｒｒｏｒｒａｔｅｉｓ１３％，ａｎｄｉｔｈａｓｃｅｒｔａｉｎａｄｖａｎｔａｇｅｓｉｎｔｅｒｍｓｏｆｏｕｔａｇｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙａｎｄｐｏｗｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｔｅｓｔ．Ｉｔｈａｓａｓｕｐｅｒｉｏｒｏｖｅｒａｌｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ；ｐｉｌｏｔｒｅｕｓｅ；ｃｅｌｌｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｍｏｄｅｌ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔｓｐａｃｅ；ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－０１－０５基金项目：河南省２０２０年民办普通高等学校学科专业建设资助项目：教办政法（２０２０）１６２号，计算机科学与技术专业ＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＩｔｅｍ：ＰｒｏｊｅｃｔＦｕｎｄｅｄｂｙＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ２０２０ＰｒｉｖａｔｅＧｅｎｅｒａｌＣｏｌｌｅｇｅｓａｎｄＵｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓＤｉｓｃｉｐｌｉｎｅａｎｄＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ：ｊｂｚｆ（２０２０）Ｎｏ．１６２，ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＭａｊｏｒ０ 引言近年来无线通信技术不断发展并广泛应用［１－２］，利用无线通信网络进行移动通信的同时，移动终端［３］数量也出现了爆发式增长。
无线电台中的频谱感知算法应用
无线电台中的频谱感知算法应用
杨康
【期刊名称】《通信技术》
【年(卷),期】2024(57)1
【摘要】随着移动通信的广泛使用,无线电技术的应用也在不断地向前发展,使得有限的频谱资源与人类社会发展的矛盾日益凸显,尤其在无线电台领域,频谱资源就是最重要的战略资源。
通过感知空间频谱利用情况,分析系统存在的各类干扰,做到及时有效地利用频谱空洞和规避频率碰撞等干扰,提高电台通信的质量,是无线电台研究的重要课题。
基于常规无线电台,提出了一种基于实际工程应用的频谱感知处理算法,通过详细分析算法的处理流程,利用MATLAB软件构造原始数据,在现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)中进行了算法仿真验证,并对实现过程中的资源进行了有效统计,证明该算法在实现时资源消耗低,计算精度高,能够在实际工程中进行使用。
【总页数】6页(P41-46)
【作者】杨康
【作者单位】中国电子科技集团公司第二十研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN924
【相关文献】
1.基于非理想感知的认知无线电系统感知时间与频谱分配联合优化算法
2.遗传算法在认知无线电频谱感知中的应用
3.多天线感知无线电中的协作频谱感知算法
4.认知无线电频谱感知技术在频谱管理中的应用
5.基于认知无线电的频谱感知技术经典算法研究
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基于循环平稳特征检测的认知无线电
，此时可以确定信号是
周期循环的，并且此时的α值使得此时的
检测图出现峰值，该峰值对应的频率也就
是检测信号的频率。如图4所示就是载频
fc=40Hz的信号谱相关的二维剖面图。 由图4可以看出，对于AM信号，当
α= 0 和α= ± 2 f 时，都 出 现了峰 c
值，并且在α=±2f 时的峰值明显大于 c
α= 0 处 的 峰 值 ，这 样就可以确定信号的
RADIO & TELEVISION INFORMATIO
空闲频谱检测 本地频谱检测
主用户发射端检测
主用户接收端检测
合作检测
函数中循环频率的特性来确定主用户信 号是否存在。经过调制的信号一般都会 有载频、跳频序列、循环前缀等，它们使 得信号有内在的周期性。如果一个随机 过程 X (t)的均值和自相关函数都体现周期 性，且周期与信号的周期相同，我们就说 X (t)是广义循环平稳的，即满足：
68 //
//RADIO & TELEVISION INFORMATION // 2011年5月 //
无线技术 //
Network Technology // RADIO & TELEVISION INFORMATION RADIO & TELEVISION INFORMATION RADIO & TELEVISION INFORMATION
目前的频谱管理主要存在三个方面 的矛盾：频谱使用是动态的，但频谱分配 是固定的；频谱是稀有资源，但频谱利用 率不高；可分配频谱很少，但无线通信业 务量和新技术在快速发展，频谱需要量非 常大。目前已有一些提高频谱使用效率的 方法，但不能从根本上解决问题，另外开 放频谱必须保护已购买频谱者的利益，同 时不能对授权使用该频谱的业务和系统 产生严重的干扰。认知无线电（Cognitive Radio，CR）提供了一种按伺机的方式共享
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第３ ８卷 第 １ 期 ２１ ００年 １ 月
Ｊ ｕ ｎａ ｆＳ ｕ ｈ Ｃｈ ｎａ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｆＴｅ ｈ ｌｇｙ ｏ ｒ ｌｏ ｏ ｔ ｉ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｃ ｎｏｏ ｙ
ＶＯ１３８ Ｎｏ． ． １ Ｊ ｎｕ ｒ ２ ０ ａ ａｙ ０１
里叶变换的正交基是 Ｃ ｉ ｈ ｐ信号 ，ｈ ｐ ｒ Ｃ ｉ 信号在特定 ｒ 的分数 傅里 叶变换 域 的输 出是 冲激 函数 ， 用 这一 利
关键 词 ： 认知 无 线 电；分数傅 里叶 变换 ；干扰抑 制 ；频谱 空穴 ；误码 率
中图分类号： Ｎ １． Ｔ ９４３
ｄｉ１．９９ｊｉ ｎ １０ － ５ ．０００ ．０ ｏ： ３６／． ｓ．００ ６ Ｘ ２ １．１０９ ０ ｓ ５
认 知无线 电是 一种用 于提 高无线 电通信 频谱利
竿ｃ ｏ ｔ
（） ２
Ｏ 和 分别 为分数傅 里 叶变换 的阶数 和旋转 角度 ， ／
＝
无线电频谱池系统和文献 ［ ］ ７ 中提出的认知无线电 自适 应波形 通信 系统 只考虑 了如何避 免对 授权用户
产生 干扰 ， 却忽 略 了认 知 用 户 自身所 受 到 的强 烈 干
扰， 因此 在实际应 用 中并 不合 适． 为此 ， 在文献 ［ ］ ７ 中研究 的基 础上 ， 中提 出了 文 基 于分数傅 里 叶变 换 （ ｒ ｒ 的认 知 无 线 电抗 干扰 ＦＦ ） Ｔ
Ｋ（ｚｕ ｔ ｏ ， ； ）＝ １ ｊｏ ． － ｃｔ ， ４
ｅｐ ｘ
（） １
认 知无 线 电 机 会 式 利 用 空 闲 的 频 谱 （ 谱 空 频
穴 ） 因此传 输 过 程 中 当授 权 用 户 突 然 出现 在信 道 ，
中或 者与其 他认 知用户 因抢 占频谱 空穴而 发生碰撞 时 ， 生 的干扰会 严重 降低认 知无线 电系统 的性能 ， 产 而信 道 中存 在 的多径干 扰和 噪声干扰 更进 一步加 大 了认 知信 号 的解 调 难 度 Ｊ 文 献 ［ ］ ． ６ 中提 出的认 知
第１ 期
刘 鑫 等 ： 于 分 数 傅 里 叶 变 换 的认 知 无 线 电 抗 干 扰 系 统 基
４ ５
分数傅 里 叶变换 ． 与传 统傅里 叶变 换相 类似 ， 分数 傅
（ ） 果信道 的电磁 环境 在 一 段 连续 的 频谱 估 ３如
计时 间间 隔 内恒 定 不 变 ， 只在 该 时 间 间 隔起 始 时 则 生成新 的基 函数 ， 续 步 骤使 用 存 储 器 中 的 同一 个 后
摘
要 ： 知 无 线 电之 间的 冲突或 者授 权 用户 的干扰 会 降低认 知 无线 电系统 的性 能 ， 认 为
此 ， 中提 出 了采 用分数傅 里叶 变换的认 知无线 电抗 干扰 系统 ， 文 将在 分数傅 里叶 变换 域具
有 能量 集 中性 的 Ｃ ｉ ｈｒ ｐ信号 作为认 知 无 线 电的基 带信 号 ， 收端 通过 分 数傅 里叶 变换 域 接
分 数傅 里 叶变 换是 一 种广 义 的傅 里 叶变 换 ， 它
动态再 利 用 频谱 空 穴 ¨ ； 能 够 根 据 输 入 激 励 的 并
除 了保 留传统傅 里 叶 变换 的性 实时地 调整其 传 输 参数 ， 在有 限 信 号空 间中 以 最优 的方式 有效地 传 送 信息 ， 得 无论 何 时何 地都 使 能够保 证 通 信 的 高可 靠 性 和无 线 频 谱 利 用 的高 效
滤波和相 关运 算恢复 出原始数 据 ． 真表 明 ： 中的 系统 能够 提取 出有 用信 号 的能 量 ， 仿 文 当
干扰 为余 弦信 号 时 ， 比未采 用分 数傅 里叶 变换 的 系统 具有 更低的误 码 率 ， 要 而且还 能够有
效地抑 制 多径 干扰和 其他 的 多认 知用 户的干扰 ．
收 稿 日期 ： ０ ８ １－６ ２ ０ —２０ 基 金 项 目 ：国家 “ ６ ” 划 项 目 （０ ８ Ａ ２ ３ ５ ８３ 计 ２０ Ａ １ Ｚ ０ ）
等 阶 ． 分数傅里叶反变换即 一 阶分数傅里
厶
－
叶变换 为
＋ ∞
－￡ ＝ Ｉ Ｆ （） （ 【 ， ｄ 厂 ） Ｈ Ｋ 一０ “ｔ ｕ （ ； ）
用率 的智能新 技术 ． 有 认 知 功能 的无 线 通 信设 备 具 可 以感 知周 围的环 境 ， 用 已经 分 配 给授 权 用 户但 利
在某 一特定 的时 刻 和环 境下 没 有 被 占用 的频带 ， 即
系统 ， 并通 过仿 真分析 了系统 的抗干 扰性能
１ 分 数傅 里 叶 变换
（ ｔｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） Ｎａ ａ Ｓｉ ｃ ｄ ｉｎ ｕ ｅ ｔ
文章编号 ：１０ — ５ ２ １ ） １０４ ．５ ０ ０５ Ｘ（０ ０ Ｏ —０４ ０ ６
基 于 分数 傅 里 叶变换 的认 知 无线 电抗 干 扰 系统 术
刘鑫 谭 学治
（ 哈尔滨工业 大学 通信技术研究所 ， 黑龙江 哈尔滨 １０ ８ ） ５０ ０
Ｊ 一 ∞
（） ３
当 Ｏ＝１时可 以得 到 传统 傅 里 叶 变换 ； ／ 当 ＝ ０ 时可 以得到 时域信号 ； ≠１且 Ｏ≠０时 可 以得 到 当 ／
作者简介 ： 刘鑫（ ９４ ） 男 ， １８ 一 ， 博士生 ， 主要从事认知无线电研究 ． — ａｌ ｌ ｘ ｓ ｒ９４ ｏｕ ｔｍ Ｅｍ ｉ：ｉ ｉ ｔ １８ ＠ｓｈ ．ｏ ｕ ｎａ
性 ．
同时考虑 信号 时域 和 频 域 的 信 息 ＿ ］ 函数 ｆ ｔ 的 ８． （） 分 数傅里 叶变换 ： （ ） Ｌ（ 可 以表示 为 ： Ｒ 一 Ｒ）
Ｆ （ ） Ｊ ｌ ｔ Ｏ Ｍ ｄ “ ＝ 厂 ） ｌ ， ｔ （ （ ； ）
式 中 ： 心算子 Ｋ（ｌｕ ｔ 为 核 Ｏ ，） ；