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协作频谱感知是认知无线电中的关键技术,它允许次级用户(SU)通过协作方式检测主用户(PU)的频谱使用情况。能量检测器作为最常用的频谱感知方法之一,因其实现简单且无需知道PU信号先验信息而被广泛采用。
在这个实现中,系统模拟了两种不同次级用户数量(5个和10个)的场景。每个SU独立进行能量检测,将接收信号的能量与预设门限比较,做出二元决策(1表示PU存在,0表示空闲)。所有SU的本地决策通过硬判决方式集中到融合中心,采用"或"规则进行最终判决。
仿真主要关注两个关键性能指标:检测概率和虚警概率。检测概率反映正确识别PU存在的能力,而虚警概率表示错误判断空闲信道为占用的概率。通过比较不同SU数量下的性能曲线,可以观察到协作增益——随着SU数量增加,系统检测性能显著提升,这得益于空间分集带来的可靠性增强。
能量检测器的性能受多种因素影响,包括信噪比、感知时间和门限选择。门限值需要根据噪声功率和期望的虚警概率进行优化,这在实际系统中通常通过噪声校准来实现。此外,硬判决虽然实现简单,但会损失部分软信息,这也是后续可以考虑改进的方向。