1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

随着信息时代的到来，无线频谱已成为现代社会不可或缺的宝贵资源。它目前主要由国家统一分配授权使用，一个频段一般只能供一个无线通信系统独立使用，这种静态的无线频谱管理方式，简单而有效的避免了不同无线通信系统间的相互干扰。但是在这些已分配的授权频段与非授权频段中存在着频谱资源利用的不平衡性：一方面，授权频段占用了整个频谱资源的很大一部分，但其中不少频段处于空闲状态；另一方面，开放使用的非授权频段占整个频谱资源的很少一部分，但在该频段上的用户很多，业务量也很大，无线电频段已基本趋于饱和。于是在无线和移动通信迅速发展的今天，频谱资源贫乏的问题也显得日益严重。因此，寻求一种更有效的频谱管理方式，充分利用各地区、各时间段的空闲频段，缓解不断增长的频谱的需求矛盾，成为人们关注的问题。

为了解决上述问题，基本思路就是尽量提高现有已分配频谱的利用率。于是，认知无线电的概念应运而生。其基本思想是：具有认知功能的无线通信设备可以按照某种“伺机（opportunistic way）”的方式接入授权的频段内，并动态地利用频谱。这种在空域、时域和频域中出现的未被利用的频谱资源被称为“频谱空穴”。认知无线电的核心思想就是使无线通信设备具有发现“频谱空穴”并合理利用这些频谱空穴的能力。

2. 研究的基本内容与方案

能量检测算法是一种非相干的检测方法，可以进行时域的能量检测，也可以进行频域能量检测，时域能量检测就是对时域信号进行采样取模值，然后平方运算，频域能量检测就是首先进行fft 变化，再对频域信号取模值，然后平方运算， 观察它的能量情况，通过实验表明，在没有主用户信号特征情况下，能量检测是相对较好的检测方法，简单易行，复杂度比较低。能量检测算法要设定一个门限值，高于这个门限值我们就认为我们感知的信号存在，如果低于我们设定的门限就说明我们感知的信号不存在。

该检测算法的具体步骤如图所示，r(t)信号代表的是，信号被天线接收到， 然后经过放大器放大，滤波、混频处理后的信号， r(t)通过a/d 转换后，再经过傅里叶fft 变换，我们就可以通过频带来观察接收信号的能量，然后对其平方求和，再在时间上取平均，设定合适的门限值，通过数据分析，就可以判定主用户是否出现，达到频谱检测的目的

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论基础。确定方案，完成开题报告。

第4－5周：熟悉掌握基本理论，完成英文资料的翻译，熟悉开发环境。

第6－9周：编程实现各算法，并进行仿真调试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]friedt, j.-m. european frequency and time forum, “gnuradio as a digital signal processing environment: application to acoustic wireless sensor measurement and time amp; frequency analysis of periodic signals,” european frequency and time forum amp; international frequency control symposium (eftf/ifc), 2013.

[2] 林学峰. 认知无线电频谱感知技术研究. 南京邮电大学. 2013.

[3] 王文忠. 认知无线电联合频谱感知技术的研究. 北京邮电大学. 2008