基于MATLAB的认知无线电超宽带频谱检测与动态接入系统

资 源 简 介

该项目采用MATLAB实现了超宽带频谱的实时检测与分析，结合能量检测和特征检测方法，可识别空闲频段并进行频谱空洞分析。系统包含信号预处理、频谱感知与动态接入功能，适用于认知无线电环境下的高效频谱管理。

详 情 说 明

基于认知无线电的超宽带频谱检测与动态接入系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB平台开发的超宽带频谱检测与分析系统。系统采用能量检测与循环平稳特征检测相结合的复合检测机制，实现对超宽带频谱的实时监测与分析。通过自适应阈值优化算法，系统能够在复杂电磁环境下准确识别频谱使用状态，分析频谱空洞，为动态频谱接入提供决策支持。

功能特性

• 双模式检测机制：结合能量检测和循环平稳特征检测，提高检测可靠性
• 自适应阈值调整：根据噪声环境和检测要求动态调整检测阈值
• 多通道并行处理：支持同时对多个频段进行频谱感知
• 实时可视化分析：提供频谱占用状态、检测统计量、性能指标等多种可视化图表
• 频谱空洞识别：自动分析并列出可用频谱空洞的参数信息
• 性能评估：输出检测概率、虚警概率、ROC曲线等系统性能指标

使用方法

输入参数配置

1. 信号数据输入：准备超宽带射频信号的I/Q采样数据，确保采样率满足奈奎斯特准则
2. 检测参数设置：

- 检测时间窗口长度 - 目标监测频带范围 - 期望的虚警概率指标

1. 噪声功率估计：可手动输入或由系统自动估计
2. 参考信号模板：用于特征检测的对比参考（如已知信号特征）

运行系统

执行主程序文件，系统将自动完成以下流程：

• 信号预处理与频带划分
• 多通道并行频谱检测
• 检测结果分析与评估
• 生成可视化分析报告

输出结果

系统运行后将生成：

• 频谱占用状态的时间-频率分布图
• 各频段检测统计量（能量值、特征匹配度）
• 可用频谱空洞详细列表（中心频率、带宽、信噪比）
• 系统检测性能评估报告

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 必需工具箱：Signal Processing Toolbox, Communications Toolbox, Statistics and Machine Learning Toolbox
• 硬件建议：至少8GB内存，支持大规模矩阵运算
• 数据格式：支持的信号数据格式包括.mat、.csv等

文件说明

主程序文件整合了系统的核心处理流程，实现了信号采集与导入、参数初始化、频谱感知模块调度、检测算法执行、结果分析与可视化等功能。该文件负责协调各检测模块的工作流程，处理用户配置参数，调用能量检测和特征检测算法进行频谱分析，并最终生成频谱占用报告和性能评估指标。同时，它还管理着实时监测过程中的数据显示与更新，确保用户能够直观地观察频谱使用状态变化。