刘 鑫， 仲伟志

(南京航空航天大学航天学院，江苏 南京210016)

认知无线电(cognitive radio，CR)通过允许次用户(secondary user，SU)择机使用主用户(primary user，PU)未使用的空闲信道，大幅度提高现有频谱资源的利用率［1］.SU 在进行数据传输时，需要通过频谱感知检测信道中是否存在PU，如果检测到PU 存在，SU 必须停止传输，避免对PU产生干扰［2-4］.由于SU 无法预知PU 信号的先验信息，因此通常采用能量检测感知PU［5］.

目前，CR 大都采用时间频谱感知模型，即SU在每个帧的起始阶段感知PU，检测到PU 空闲后，用剩下的帧时间传输数据.例如，Marinho 等提出了“先听后传”的CR 媒体访问控制(media access control，MAC)层协议，通过在MAC 层传输前先检测，可以降低SU 对PU 的干扰［6］;丁汉清等采用能量检测感知PU，用SU 平均信道效率衡量CR 系统性能，分析了在SU 频谱感知的不同阶段，感知时长对CR 系统性能的影响［7］;Liang 等提出了感知吞吐量折中模型［8-9］，通过优化感知时间，最大化SU 的吞吐量;Choi 等指出时间频谱感知不能够准确检测PU，主要因为SU 传输数据时不能够进行频谱感知［10］.

本文提出了带宽频谱感知模型，SU 在每个帧使用部分带宽进行频谱感知，其余带宽传输数据.因此，SU 可以在整个帧周期内实时监测PU 的状态，避免对PU 产生干扰.

1 能量检测和PU 状态模型

1.1 能量检测

SU 最常用的频谱感知方法是能量检测，能量检测执行迅速且不需要PU 信号的先验信息.能量检测通过将SU 接收到的信号能量与预先设定的门限作比较，实现对PU 存在与否的判断. 如果能量值小于门限，表明信道中只有噪声，不存在PU信号，否则SU 将判断信……