石 新，刘顺兰

(杭州电子科技大学电子信息学院，浙江 杭州 310018)

0 引 言

随着无线通信技术的快速发展，多媒体业务呈指数型增长，有限的频谱资源变得越来越稀缺，但是，很多频谱资源的利用率并不高。面对这个问题，Mitola博士在1999年提出了“认识无线电”的思想，通过对频谱空洞进行感知，在次级用户不影响主用户通信的情况下，接入主系统进行通信[1]。传统的频谱感知技术主要以能量检测[2]、匹配滤波器检测[3]和循环平稳特征检测[4]为主，其中能量检测技术因不需要知道信号的先验信息，复杂度较低，广受关注，但能量检测技术受噪声的影响较大。随着随机矩阵理论的发展，文献[5-6]提出了两种新型的频谱感知算法，最大最小特征值之比(Maximum Minimum Eigenvalue，MME)算法和最大最小特征值之差(Difference between Maximum and Minimum Eigenvalue， DMM)算法，在低信噪比下，获得较高的检测概率，但检测速率较慢，同时门限阈值服从Tracy-Wisdom分布，没有固定的分布函数，使用时需要查表取值，不够灵活。文献[7]对MME算法进行改进与优化，使门限阈值服从正态分布，能准确计算门限值。针对上述频谱感知技术的不足，本文提出随机矩阵和能量双联合协作频谱感知算法(本文简称RMED算法)，在优化MME算法的基础上，联合能量检测算法进行频谱感知。算法既保留了能量检测算法和MME算法的优势，又提高了检测概率和检测速率，具有良好的感知性能。

1 RMED频谱感知系统模型

RMED频谱感知系统模型如图1所示。模型由2个次级用户(the Secondary User ，SU)和1个主用户(the Primary User ，PU)组成。RMED频谱感知系统的作用是在不干扰主用户正常通信的前提下，2个次级用户SU1和SU2进行协作感知，借助频谱空穴进行通信。……