基于MATLAB的能量检测认知无线电频谱接入优化研究

资 源 简 介

本项目利用MATLAB仿真能量检测方法，结合动态门限设定算法，自动识别空闲频谱资源并优化检测阈值，提升认知无线电系统在复杂噪声环境下的频谱接入性能。

详 情 说 明

基于能量检测的认知无线电频谱接入机会最优化技术研究

项目介绍

本项目致力于研究并实现一种基于能量检测的先进频谱感知技术。核心目标是利用自适应动态门限设定算法，在复杂的无线环境中自动、精准地识别授权频段中的空闲资源。通过仿真建模不同频段、带宽及噪声条件下的信号特征，项目深入剖析了传统能量检测方法的局限性，并设计了一种自适应的检测策略。该策略能够在严格满足检测精度（控制误警率与漏警率）的前提下，显著提升认知无线电系统的频谱利用效率，有效减少对授权用户的潜在干扰，从而实现网络整体吞吐率的最大化。

功能特性

• 自适应能量检测：采用核心算法，根据实时信号与噪声环境动态调整检测策略。
• 动态门限优化：实现门限的自动化计算与优化，确保在不同信噪比和网络负荷条件下均能保持优异的检测性能。
• 频谱状态建模与仿真：构建全面的频谱占用状态模型，支持多场景（不同频段、带宽、噪声）的仿真分析。
• 性能评估与对比：系统评估检测性能，生成ROC曲线等对比图表，量化展示相较于传统方法的提升效果。
• 接入机会统计与吞吐率分析：输出频谱可用性统计图表，并提供系统吞吐率优化报告。

使用方法

1. 准备输入数据：配置输入参数文件，包含授权频段信号样本（需设定背景噪声、信号幅度、频率、带宽等参数）、网络负荷与干扰水平数据、以及检测性能约束参数（如目标误警率、漏警率）。
2. 运行主仿真程序：执行主程序以启动频谱感知仿真流程。程序将自动完成信号生成、能量检测、门限计算、性能分析等一系列操作。
3. 查看与分析结果：程序运行完毕后，将在指定输出目录生成结果文件，包括最优检测阈值、性能对比曲线、统计图表及分析报告。用户可通过这些结果进行深入分析与验证。

系统要求

• 操作系统：Windows 10 / 11 或 Linux 发行版 (如 Ubuntu 18.04+) 或 macOS 10.14+
• 软件环境：MATLAB R2020a 或更高版本
• 硬件建议：至少 4GB 内存，推荐 8GB 或以上；至少 2GB 可用硬盘空间

文件说明

主程序文件是整个项目的核心调度与执行中枢。它整合了信号环境仿真、自适应能量检测算法的执行、动态检测门限的优化计算、系统检测性能（包括ROC曲线绘制）与吞吐率的全面分析，以及最终结果图表的生成与输出等全部关键流程，实现了从参数输入到结果输出的完整仿真链路。