MATLAB实现认知无线电频谱感知的匹配滤波器检测仿真

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，仿真匹配滤波器在认知无线电频谱感知中的应用，通过构建信号检测模型扫描特定频段，有效识别主用户信号的存在性，为动态频谱接入提供理论验证。

详 情 说 明

认知无线电频谱感知中的匹配滤波器检测仿真项目

项目介绍

本项目主要用于仿真和验证匹配滤波器在认知无线电频谱感知场景中的检测性能。通过构建完整的频谱感知系统模型，模拟对特定频段的信号扫描与检测过程，判断主用户信号是否存在。匹配滤波器通过最大化信噪比（SNR）来提高检测准确性，特别适用于信号波形已知的应用场景。系统集成了信号生成、滤波器设计、阈值计算和性能评估等核心功能模块。

功能特性

• 信号生成模块：支持多种主用户信号波形生成，包括正弦波、QPSK调制信号等已知波形
• 噪声模拟：采用AWGN信道模型，可灵活设置信噪比范围
• 匹配滤波器设计：基于已知信号波形设计最优匹配滤波器，实现信噪比最大化
• 动态阈值调整：根据虚警概率要求动态调整检测阈值
• 性能评估：生成ROC曲线，量化分析检测概率与虚警概率的关系
• 可视化分析：提供匹配滤波器输出波形、信噪比提升效果和检测结果的直观展示

使用方法

1. 设置主用户信号参数（波形类型、频率、幅度等）
2. 配置噪声模型参数（信噪比范围、噪声功率等）
3. 定义频谱扫描参数（频带范围、采样频率、观测时长）
4. 指定检测性能指标（虚警概率P_fa、检测概率P_d要求）
5. 运行仿真程序，获取检测结果和性能分析报告
6. 查看生成的ROC曲线和可视化图表，评估检测性能

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱
• 统计和机器学习工具箱（用于性能分析）
• 至少4GB内存，推荐8GB或以上
• 支持MATLAB图形显示功能

文件说明

主程序文件承担了系统仿真的核心调度功能，实现了完整的频谱感知检测流程。主要包括信号生成与参数配置、匹配滤波器设计与优化、检测阈值动态计算、频谱扫描与信号检测判决、性能评估与ROC曲线生成，以及结果可视化与数据分析报告输出等关键功能模块的集成与协调运行。