潘锐锋+++童小念

【 摘 要 】 目前使用能量检测方法实现频谱感知的研究一般是通过建模和模拟方式进行。为了通过实验进一步研究能量检测方法，基于USRP无线电测试平台运行能量检测器，在低信噪比环境下，检测无线电信号的检测概率和频谱感知所需时间，测量最小可检测信号集，即测量的存在及其位置。实验数据表明，在类AWGN信道中，当=-25dB时，信号检测达到极限。

【 关键词 】 频谱感知；认知无线电；能量检测

Implementation of Spectral Energy Detection Method Based on USRP

Pan Rui-feng Tong Xiao-nian

（College of Computer Science， South-Central University for Nationals HubeiWuhan 430074）

【 Abstract 】 Current research studied spectrum sensing using energy detection commonly via modeling and simulations. In this paper， an energy detector base on USRP wireless testbed has been implemented and measured the spectrum sensing time required to achieve the desired detection and false alarm probability for radio signal in low SNR. Moreover， this work measured the minimum detectable signal levels set，that is，detected the existence and position of the experimental data show that in the AWGN-like channel， the limit in signal detection happens at =-25dB .

【 Keywords 】 spectrum sensing； cognitive radios； energy detection

1 前言

认知无线电是通过频谱共享来提高频谱利用率的一种解决方案，它是分配给主用户频谱的低级别或二级用户，其基本的需求是避免干扰附近潜在主用户。而频谱感知可以可靠地检测主用户信号，被视为确保认知无线电不对主用户产生干扰的关键功能，可靠的频谱感知还给认知网络的容量提升创造机会。早期一般被认为频谱感知只是检测问题，然而频谱感知技术的关键挑战是如何以非常小的检测遗漏概率对噪声中的微弱信号进行检测。本论文根据低信噪比规则，引入能量检测模型，研究其性能和阈值规则，基于UPRP无线电测试平台，通过实验方式对频谱能量检测方法进行验证。

2 能量检测特性

2.1 模型

在噪音情况下检测某一确定的弱信号，该信号的功率限制在预知带宽内某频率fc，假定频谱的带外活动未知。这里基于两个确定的信号类型进行研究：正弦波和未知数据调制信号。这里采用可以应用于任何信号类型的次优能量检测器，而对于带宽B的信号，需采用与信号带宽匹配的预过滤器，而这一实现非常不灵活，取而代之的是用周期图通过FFT幅度平方估算频谱，如图1所示。……