MATLAB实现的认知无线电网络能量检测算法

资 源 简 介

本项目提供完整的认知无线电频谱感知解决方案，通过MATLAB实现信号采样、能量计算和阈值比较。支持多种信号类型检测，包含噪声功率估计功能，可有效识别主用户信号存在。

详 情 说 明

认知无线电网络信号能量检测算法

项目介绍

本项目实现了一个完整的认知无线电网络能量检测系统，主要用于检测特定频段是否存在主用户信号。系统通过对接收信号进行采样、能量计算和阈值比较，实现频谱感知功能，可用于CR网络的频谱空洞检测和动态频谱接入决策。

功能特性

• 多信号类型检测：支持多种主用户信号类型的能量检测
• 自适应阈值算法：根据虚警概率目标值自动调整检测阈值
• 噪声功率估计：实时估计环境噪声功率水平
• 性能统计分析：计算检测概率和实际虚警概率
• 可视化分析：生成检测概率随信噪比变化的性能曲线
• 频带选择性检测：支持指定频率范围的针对性检测

使用方法

基本检测流程

% 设置检测参数 fs = 10000; % 采样频率 10kHz f_band = [2000, 1000]; % 检测频带 [起始频率2000Hz, 带宽1000Hz] p_fa_target = 0.05; % 虚警概率目标值 5%

% 执行能量检测 [decision, pd, pfa, energy_stats] = main(signal_vector, fs, f_band, p_fa_target);

性能分析模式

% 添加SNR扫描范围进行性能分析 snr_range = -20:2:10; % 信噪比扫描范围 -20dB到10dB [decision, pd, pfa, energy_stats, perf_curve] = main(signal_vector, fs, f_band, p_fa_target, snr_range);

输出结果说明

• 检测判决结果：1表示检测到主用户信号，0表示频谱空闲
• 检测概率：在当前信噪比条件下的正确检测概率
• 实际虚警概率：算法实际达到的虚警概率值
• 能量统计量：包含信号能量值、检测阈值和比较结果
• 性能分析图：当提供SNR范围时，返回检测概率曲线数据

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱
• 统计学工具箱（用于概率计算）

文件说明

主程序文件实现了完整的能量检测算法流程，包括信号预处理、频带选择、噪声功率估计、检测阈值计算、能量统计比较等核心功能。该文件能够根据输入的信号数据和检测参数，自动完成频谱感知决策，并提供详细的检测性能指标分析。同时支持性能分析模式，可生成系统在不同信噪比条件下的检测概率曲线，为算法性能评估提供数据支持。