朱永建

（海军驻苏州地区通信军事代表室 苏州 215101）

1 引言

认知无线电是一项有望解决当前无线频谱利用率低下问题、大幅度提高无线频谱利用率的智能无线通信技术［1］。频谱感知是认知无线电的一项关键技术，其目的是找到当前无线频谱中未被主用户使用的频谱空穴［2～3］。目前已提出多种频谱感知方法，在单个节点的频谱感知上，主要方法有匹配滤波、能量检测、循环平稳特征检测、谱特征检测、基于协方差矩阵的检测等等［2］。而为了提高感知性能，还有多个节点参与协作的协作频谱感知［4］，本文针对的是单节点感知方法。

匹配滤波需要知道精确的主用户信息，这限制了它的使用范围。能量检测［5］无需知道主用户信号信息，但是需要估计噪声功率，其性能会受噪声功率不确定性的影响。循环 平 稳 特 征 检 测［6］则 在 低 信 噪 比 （signal-to-noise ratio，SNR）下性能较为优越，但是计算复杂度较高。基于谱特征的方法［7］计算复杂度比循环平稳特征检测要低，但是需要知道主用户的功率谱信息。基于协方差矩阵的方法［8］则克服了噪声功率不确定性的影响，在低SNR情况下比能量检测有更好的性能，但是协方差矩阵特征值的计算仍然需要一定的计算复杂度。本文讨论一种基于信息熵的频谱感知方法，同样能够避免噪声功率不确定性的影响。本文还通过IEEE 802.22的主用户信号［9］进行了大量仿真分析，说明该方法在低SNR下的优良检测性能。

2 基于信息熵的频谱感知

2.1 频域分析

认知无线电频谱感知可以建模为以下二元检测问题：