毕业设计英文翻译-认知无线电频谱感知算法仿真要点

仅供参考上海电力学院毕业设计（英文翻译）课题名称 认知无线电频谱感知算法仿真院（系） 专业 班级 学生 学号 ImplementationIssuesinSpectrumSensingforCognitiveRadios认知无线电频谱感知的实现问题Abstract:Therearenewsystemimplementationchallengesinvolvedinthedesignofcognitiveradios,whichhaveboththeabilitytosensethespectralenvironmentandtheflexibilitytoadapttransmissionparameterstomaximizesystemcapacitywhileco-existingwithlegacywirelessnetworks.Thecriticaldesignproblemistheneedtoprocessmulti-gigahertzwidebandwidthandreliablydetectpreseneeofprimaryusers.Thisplacessevererequirementsonsensitivity,linearity,anddynamicrangeofthecircuitryintheRFfront-end.Toimproveradiosensitivityofthesensingfunctionthroughprocessinggainweinvestigatedthreedigitalsignalprocessingtechniques:matchedfiltering,energydetection,andcyclostationaryfeaturedetection.Ouranalysisshowsthatcyclostationaryfeaturedetectionhasadvantagesduetoitsabilitytodifferentiatemodulatedsignals,interfereneeandnoiseinlowsignaltonoiseratios.Inaddition,tofurtherimprovethesensingreliability,theadvantageofaMACprotocolthatexploitscooperationamongmanycognitiveusersisinvestigated.摘要：出现了一些新系统的实施挑战，其涉及认知无线电一一具有感知频谱环境下的传输参数既适应能力和灵活性，以最大限度地提高系统容量，同时并存于传统无线网络。关键设计问题是需要处理多千兆赫宽的带宽，可靠地检测主用户的存在。这对灵敏度，线性度和在RF前端电路的动态范围有严格要求。为了通过处理增益而提高无线电灵敏度，我们调查了三种数字信号处理技术的感测功能： 匹配滤波，能量检测和循环平稳特征检测。我们的分析表明：由于能够区分调制信号， 干扰和噪声在低信噪比， 循环平稳特征检测更有优势。 此外，为了进一步提高检测的可靠性， MAC协议，它利用在许多认知用户合作的优势已经在这一块研究很久了。INTRODUCTION一、介绍1.Itiscommonlybelievedthatthereisaspectrumscarcityatfrequenciesthatcanbeeconomicallyusedforwirelesscommunications.Thisconcernhasarisenfromtheintensecompetitionforuseofspectraatfrequenciesbelow3GHz.TheFederalCommunicationsCommission's(FCC)frequencyallocationchartindicatesoverlappingallocationsoverallofthefrequencybands,whichreinforcesthescarcitymindset.Ontheotherhand,actualmeasurementstakenindowntownBerkeleyarebelievedtobetypicalandindicatelowutilization,especiallyinthe3-6MHzbands.Figure1showsthepowerspectraldensity(PSD)ofthereceived6GHzwidesignalcollectedforaspanof50esampledat20GS/s[12].ThisviewissupportedbyrecentstudiesoftheFCC'sSpectrumPolicyTaskForcewhoreported[1]vasttemporalandgeographicvariationsintheusageofallocatedspectrumwithutilizationrangingfrom15%to85%.Inordertoutilizethesespectrum‘whitespaces',theFCChasissuedaNoticeofProposedRuleMaking(NPRM-FCC03-322[2])advancingCognitiveRadio(CR)technologyasacandidatetoimplementnegotiatedoropportunisticspectrumsharing.人们普遍认为，有一个频谱稀缺的频率，可以经济地用于无线通信。从使用 3GHz以下频率光谱的激烈竞争开始，它就越来越受到关注。美国联邦通信委员会( FCC)的频率分配图表显示所有频段都有重叠的分配， 这加强了稀缺的现状。另一方面，在伯克利市中心采取的实际测量被认为是典型的实验结果， 从中指出频谱利用率低， 特别是在3-6MHz频段。图1显示接收到的6千兆赫的功率谱密度（PSD）宽信号，50卩s的采样在20GS/s的的一个跨度。这种观点是最近FCC的频谱政策任务组的研究报告，报告称浩瀚时空和地域变化在分配的频谱利用率介乎15%至85%的使用。为了利用这些频谱’空白',FCC已发出建议规则制定的通知（NPRM-FCC03-322[2]）推进认知无线电（CR）技术，以实现协商或伺机频谱共享的候选人。FigureLMewMirvnvrnluffl-6Gib中駭tnmititilizdlionmiBVVRC2.Wirelesssystemstodayarecharacterizedbywastefulstaticspectrumallocations,fixedradiofunctions,andlimitednetworkcoordination.Somesystemsinunlicensedfrequencybandshaveachievedgreatspectrumefficiency,butarefacedwithincreasinginterfereneethatlimitsnetworkcapacityandscalability.Cognitiveradiosystemsoffertheopportunitytousedynamicspectrummanagementtechniquestohelppreventinterferenee,adapttoimmediatelocalspectrumavailabilitybycreatingtimeandlocationdependentin"virtualunlicensedbands”,i.e.bandsthataresharedwithprimaryusers.Uniquetocognitiveradiooperationistherequirementthattheradioisabletosensetheenvironmentoverhugeswathsofspectrumandadapttoitsincetheradiodoesnothaveprimaryrightstoanypre-assignedfrequencies.Thisnewradiofunctionalitywillinvolvethedesignofvariousanalog,digital,andnetworkprocessingtechniquesinordertomeetchallengingradiosensitivityrequirementsandwidebandfrequencyagility.现在无线系统的特点是浪费的静态频谱分配， 固定无线功能，以及有限的网络协调。 在未经许可的频带一些系统已经取得了很大的频谱效率， 但都面临着限制的网络容量和可扩展性增加的干扰。认知无线电系统提供使用动态频谱管理技术， 以帮助防止干扰，通过创建时间和位置相关的“虚拟免授权频段”，适应当地的即时频谱可用性的机会，例如与主要用户共享频段。独特的认知无线电操作是有需要的，它使无线电能够通过频谱巨大的大片感知环境，并适应它，纵然无线电对任何预指配频率没有基本权利。 这种新的无线功能将涉及各种模拟设计，数字化和网络处理技术，以满足具有挑战性的射频灵敏度的要求和宽带频率捷变。3.Spectrumsensingisbestaddressedasacross-layerdesignproblem.CognitiveradiosensitivitycanbeimprovedbyenhancingradioRFfront-endsensitivity,exploitingdigitalsignalprocessinggainforspecificprimaryusersignal,andnetworkcooperationwhereuserssharetheirspectrumsensingmeasurements.频谱感知在跨层设计问题上是最好的方法。认知无线电的灵敏度可以通过增强无线电射频前端的灵敏度，利用数字信号处理增益为特定主用户信号， 以及网络合作，用户共享他们的频谱感测的测量得到改善。4.Thepaperisorganizedasfollows;SectionIIdefinesspectrumsensingfunctionandproposesacross-layerapproachforitsimplementation.SectionHIconsidersRFfront-endandA/Drequirementsforspectrumsensingandanalogtechniquesforfeasibleimplementations.InsectionIVweinvestigatedigitalsignalprocessingtechniquesthatcanimproveradiosensitivityanddetectprimaryusers'presenee.SectionVpresentstheresultsfromacooperativesensingscheme,achievablegainsandimplementationissues.Finally,conclusionsarepresentedinSectionVI.本文结构如下，第二部分定义频谱感知功能， 并提出了实施一个跨层的方法。 第三部分讨论频谱感知的射频前端，后端和 A/D的要求，与可实现的模拟技术。在第四部分中，我们研究，可以提高无线电灵敏度和检测主用户的存在的数字信号处理技术。 第五部分提出了从协作感知方案，可实现收益和实施问题的结果。最后，结论载于第六部分。SPECTRUMSENSING二、频谱感知1.A“CognitiveRadio”isaradiothatisabletosensethespectralenvironmentoverawidefrequencybandandexploitthisinformationtoopportunisticallyprovidewirelesslinksthatbestmeettheusercommunicationsrequirements[2].Whilemanyothercharacteristicshavealsobeendiscussedaspossibleadditionalcapabilities,wewillusethismorerestricteddefinitionandconsiderphysical(PHY)andmediumaccesscontrol(MAC)functionsthatarelinkedtospectrumsensingasillustratedinFigure2认知无线电是一种无线电， 它能够感觉到在很宽的频带内的频谱环境， 并利用这些信息来投机提供最能满足用户的通信需求的无线链路。 在许多其他特性也已讨论过作为可能的附加功能时，我们将使用这个更受限制的定义，并考虑物理层( PHY)和介质访问控制(MAC)功能链接到频谱感测，如图 2Fipure2.CrosslayertuiKtk»uliticNrelatedtospectrumsensing2.Sincecognitiveradiosareconsideredlowerpriorityorsecondaryusersofspectrumallocatedtoaprimaryuser,afundamentalrequirementistoavoidinterfereneetopotentialprimaryusersintheirvicinity.Ontheotherhand,primaryusernetworkshavenorequirementtochangetheirinfrastructureforspectrumsharingwithcognitivenetworks.Therefore,cognitiveradiosshouldbeabletoindependentlydetectprimaryuserpreseneethroughcontinuousspectrumsensing.Forexample,TVbroadcastsignalsaremucheasertodetectthanGPSsignals,sincetheTVreceivers'sensitivityistensofdBsworsethanGPSreceiver.由于认知无线电被认为是低优先级或分配给主用户频谱的二级用户， 一个基本要求是，避免附近的有潜力的主要用户的干扰。 另一方面，主用户网络具有不要求改变他们与认知网络频谱共享的基础设施。因此，认知无线电应该能够通过不断的频谱感知独立检测主用户的存在。例如，广播电视信号更容易比 GPS信号来检测，因为电视接收器的灵敏度是几十分贝比 GPS接收器差。3.Ingeneral,cognitiveradiosensitivityshouldoutperformprimaryuserreceiverbyalargemargininordertopreventwhatisessentiallyahiddenterminalproblem.Thisisthekeyissuethatmakesspectrumsensingverychallengingresearchproblem.Meetingthesensitivityrequirementofeachprimaryreceiverwithawidebandradiowouldbedifficultenough,buttheproblembecomesevenmorechallengingifthesensitivityrequirementisraisedbyadditional30-40dB.Thismarginisrequiredbecausecognitiveradiodoesnothaveadirectmeasurementofachannelbetweenprimaryuserreceiverandtransmitterandmustbaseitsdecisiononitslocalchannelmeasurementtoaprimaryusertransmitter.Thistypeofdetectionisreferredtoaslocalspectrumsensingandtheworstcasehiddenterminalproblemwouldoccurwhenthecognitiveradioisshadowed,inseveremultipathfading,orinsidebuildingswithhighpenetrationlosswhileinacloseneighborhoodthereisaprimaryuserwhoseisatthemarginalreception,duetoitsmorefavorablechannelconditions.Eventhoughtheprobabilityofthisscenarioislow,cognitiveradioshouldnotcauseinterfereneetosuchprimaryuser.一般情况下，认知无线电灵敏度应远远胜过主用户接收器，为的是防止出现隐藏终端问题。这是使频谱感知非常具有挑战性的研究课题的关键问题。满足每个主接收器的灵敏度要求，宽带无线电将难以足够了， 但如果灵敏度的要求是提出额外的 30-40分贝的问题就变得更加具有挑战性。这个利润率是必需的，因为认知无线电没有直接测量主用户接收机和发射机之间的信道，并且必须立足其上的本地信道测量决定主要用户发送。 这种类型的检测被称为本地频谱检测和当认知无线电是阴影，在严重的多径衰落会发生隐藏终端问题的最坏的情况下，在严重的多径衰落，或内部具有高穿透损耗的物体，而在一个近邻域有一个主要用户，其是在边缘接收，由于其更有利的信道条件。 即使这种情况的概率较低， 认知无线电应该不会对这样的主用户造成干扰。4.Theimplementationofthespectrumsensingfunctionalsorequiresahighdegreeofflexibilitysincetheradioenvironmentishighlyvariable,bothbecauseofdifferenttypesofprimaryusersystems,propagationlosses,andinterferenee.ThemaindesignchallengeistodefineRFandanalogarchitecturewithrighttrade-offsbetweenlinearity,samplingrate,accuracyandpower,sothatdigitalsignalprocessingtechniquescanbeutilizedforspectrumsensing,cognition,andadaptation.Thisalsomotivatesresearchofsignalprocessingtechniquesthatcanrelaxchallengingrequirementsforanalog,specificallywidebandamplification,mixingandA/DconversionofoveraGHzormoreofbandwidth,andenhanceoverallradiosensitivity.频谱检测功能的实现也需要高度灵活性， 由于无线环境是高度可变，另一个原因是不同类型的主用户系统中存在传播损耗和干扰。 主要的设计挑战是定义射频和模拟结构与线性， 采样率，精度和功率之间权利权衡， 以使数字信号处理技术可被用于频谱感知， 认知和适应。这也促使了可以放宽对模拟的， 特别宽频带放大，混合和超过带宽的 GHz或多个AD转换的挑战性的要求，提高整体的无线电灵敏度的信号处理技术的研究。COGNITIVERADIOFRONTEND三、认知无线电前端1.Therearetwofrequencybandswherethecognitiveradiosmightoperateinanearfuture:400-800MHz(UHFTVbands)and3-10GHz.TheFCChasnotedthatinthelowerUHFbandsalmosteverygeographicalareahasseveralunused6MHzwideTVchannels.ThisfrequencybandisparticularlyappealingduetogoodpropagationpropertiesforIong-rangecommunications.Furthermore,giventhestaticTVchannelallocations,thetimingrequirementsforspectrumsensingareveryrelaxed.TheFCCapprovalofUWBunderlaynetworksin 3-10GHzindicatesthatthisfrequencyrangemightbeopenedforopportunisticuse.Furthermore,thisbandhasverylowspectralutilization,asindicatedinFigure1.有两个频带，其中的认知无线电设备可能在不久的将来操作： 400-800MHZ的(UHF电视频段)和3-10千兆赫。美国联邦通信委员会已经注意到，在较低的 UHF频段几乎每一个地区有几个未使用的6MHz宽的电视频道。该频段是由于远距离通信良好的传播特性特别有吸引力。此外，鉴于静态电视频道的分配，对时序要求频谱感知是很轻松的。 FCC认证表明在3-10GHz的超宽带底层网络，该频率范围内可能会开始使用。此外，该带具有非常低的频谱利用，如图1所示。2.Regardlessofoperatingfrequencyrange,awidebandfront-endforacognitiveradiocouldhaveanarchitectureasdepictedinFigure3.ThewidebandRFsignalpresentedattheantennaofacognitiveradioincludessignalsfromcloseandwidelyseparatedtransmittersandfromtransmittersoperatingatwidelydifferentpowerlevelsandchannelbandwidths.Asaresult,detectionofweaksignalsmustfrequentlybeperformedinthepreseneeofverystrongsignals.Thus,therewillbeextremelystringentrequirementsplacedonthelinearityoftheRFanalogcircuitsaswellastheirabilitytooperateoverwidebandwidths.Inordertokeeptherequirementsonthefinalanalogtodigital(A/D)converteratareasonablelevelinamostlydigitalarchitecture,front-enddesignneedsatunablenotchanalogprocessingblockthatwouldprovideadynamicrangecontrol.不论工作频率范围，宽带前端的认知无线电可以有一个体系结构， 如图3所示。在认知无线电的天线提出的宽带射频信号包括从密切和广泛分离发射器和在广泛的不同功率级别和信道带宽操作发射器的信号。其结果，必须频繁地在非常强的信号的存在下进行检测微弱信号。因此，将对RF模拟电路的线性度，以及电路工作在宽的带宽的能力提出极为严格的要求。为了保持对最终模拟的要求，它需要模数( A/D)转换器处在一个多数字结构合理水平，所以前端设计需要一个可调陷波模拟处理模块以提供动态范围控制。wkfebandantoriHai3.Reducingthein-bandinterfereneetoamanageablelevelisacriticaldesignproblem,sineethetraditionalstrategyofnarrowbandanalogfrequencyselectivefilteringtoavoidthewidedynamicrangeofinterferingsignalsisnotviable.Theultimatesolutiontothisproblemwouldinvolveacombinationoftechniques,includingadaptivenotchfilteringsuchasemployedinUWBdesigns,banksofonchipRFfilterspossiblyusingMEMStechnologysuchasFBAR's,andspatialfilteringusingRFbeam-formingthroughadaptiveantennaarrays.Othermoresophisticatedapproachescouldinvolveactivecancellation,becauseinthesituationinwhichtheinterferingsignalisextremelystrong,itisthenpossibletodecodethesignalandprovideanactivecancelingsignalbeforetheA/Dconversionprocess.Whiletheactivecancellationapproachwillconsumesignificantlymorehardware,ithastheimportantadvantageofultimatelybeingmoreflexible.减少了带内干扰到一个可管理的水平是一个关键的设计问题， 因为窄带模拟频率选择性滤波的传统策略，以避免干扰信号是不可行的宽动态范围。 最终解决这一问题将涉及的技术的组合，包括自适应陷波滤波器， 如在超宽带设计采用， 对芯片射频银行滤波器可能使用 MEMS技术，如FBAR的，并使用通过自适应天线阵列射频波束形成空间滤波。其它更复杂的方法可涉及有源取消，因为在干扰信号是非常强的情况下， 那么有可能对信号进行解码，并在A/D转换处理前提供一个有源抵消信号。而活性消除方法会消耗显著更多的硬件，它具有最终处理更灵活的重要优势。4.Thespatialdimensionprovidesseveralnewopportunities.Thesensitivityofthesensingreceivercanbeincreasedbytheexploitationofmultipleantennasthroughdiversityincreaseandrangeextension,whichineffectcouldmakeitmuchmoresensitivethantheprimaryuserswhichitistryingtodetect.空间维度提供了一些新的机遇。传感接收器的灵敏度的增强可以通过减少多个天线来实现，这是因为多样性的增加和范围扩大，这实际上可能使比它试图检测主用户来说更加敏感。SIGNALPROCESSINGTECHNIQUESFORSPECTRUMSENSING四、频谱感知的信号处理技术1.AkeyadvantageofCMOSintegrationisthatdigitalsignalprocessingcanbeusedtoassisttheanalogcircuits.Incaseofspectrumsensingtheneedforsignalprocessingistwo-fold:improvementofradiofront-endsensitivitybyprocessinggainandprimaryuseridentificationbasedonknowledgeofthesignalcharacteristics.Inthissectionwediscussadvantagesanddisadvantagesofthreetechniquesthatareusedintraditionalsystems:matchedfilter,energydetectorandcyclostationaryfeaturedetector.CMOS集成的一个主要优点是，数字信号处理可以用来协助模拟电路。在频谱感知需要的信号处理是双重的情况下： 通过处理增益和主用户基于信号特征知识的识别， 无线电前端灵敏度有所进步。在本节中，我们讨论用于传统系统的三种技术的优点和缺点：匹配滤波器，能量检测和循环平稳特征检测器。2.MatchedFilterTheoptimalwayforanysignaldetectionisamatchedfilter,sineeitmaximizesreceivedsignal-to-noiseratio.However,amatchedfiltereffectivelyrequiresdemodulationofaprimaryusersignal.ThismeansthatcognitiveradiohasaprioriknowledgeofprimaryusersignalatbothPHYandMAClayers,e.g.modulationtypeandorder,pulseshaping,packetformat.Suchinformationmightbepre-storedinCRmemory,butthecumbersomepartisthatfordemodulationithastoachievecoherencywithprimaryusersignalbyperformingtimingandcarriersynchronization,evenchannelequalization.Thisisstillpossiblesincemostprimaryusershavepilots,preambles,synchronizationwordsorspreadingcodesthatcanbeusedforcoherentdetection.Forexamples:TVsignalhasnarrowbandpilotforaudioandvideocarriers;CDMAsystemshavededicatedspreadingcodesforpilotandsynchronizationchannels;OFDMpacketshavepreamblesforpacketacquisition.ThemainadvantageofmatchedfilteristhatduetocoherencyitrequireslesstimetoachievehighprocessinggainsineeonlyO(1/SNR)samplesareneededtomeetagivenprobabilityofdetectionconstraint.However,asignificantdrawbackofamatchedfilteristhatacognitiveradiowouldneedadedicatedreceiverforeveryprimaryuserclass.匹配滤波器对于任何信号检测的最佳方法是一个匹配滤波器， 因为它最大化接收到的信号噪声比。然而，匹配滤波器十分需要主用户信号的解调。这意味着，认知无线电有主用户信号的先验知识，在两个PHY和MAC层，例如调制类型和顺序，脉冲整形，报文格式。这样的信息可能被预先存储在认知无线电的记忆模块， 但是繁琐的部分是， 对于解调，它不得不通过执行定时和载波同步，即使信道均衡，来实现与主用户信号的相干性。 这仍然是可能的，因为大多数主要用户具有导频， 前导码，同步字或扩散可用于相干检测的代码。举例来说：电视信号为了音频和视频运营商装上了窄带试点， CDMA系统为了飞行员和同步信道装上了扩频码 ；OFDM包为了数据包采集装上了前导码。匹配滤波器的主要优点是，由于一致性它需要更少的时间，以实现高处理增益，因为只需要 O(1/SNR)需要的样品，以满足检测条件约束的给定概率。然而，匹配滤波器的显著缺点是认知无线电将需要一个专用的接收器， 用于每一级用户类。3.EnergyDetectorOneapproachtosimplifymatchedfilteringapproachistoperformnon-coherentdetectionthroughenergydetection.Thissub-optimaltechniquehasbeenextensivelyusedinradiometry.AnenergydetectorcanbeimplementedsimilartoaspectrumanalyzerbyaveragingfrequencybinsofaFastFourierTransform(FFT),asoutlinedinFigure4.Processinggainisproportionalto FFTsizeNandobservation/averagingtimeT.IncreasingNimprovesfrequencyresolutionwhichhelpsnarrowbandsignaldetection.Also,IongeraveragingtimereducesthenoisepowerthusimprovesSNR.However,duetonon-coherentprocessingO(1/SNR2)samplesarerequiredtomeetaprobabilityofdetectionconstraint.B.能量检测简化匹配滤波的一种方法是通过能量检测来执行非相干检测。 这种次优的技术已被广泛地用于辐射。一个能量检测器可以实现类似于用频谱分析仪的功能，通过平均快速傅立叶变换(FFT)的频率箱，如在图 4中列出。处理增益和FFT大小N和观察/平均时间T成正比。增加N可以提高频率分辨率，频率分辨率有助于窄带信号检测。另外，较长的平均时间减少了噪声功率从而提高信噪比。然而，由于非相干处理为 O(1/SNR2)样本必须符合检测约束的概率。4.Thereareseveraldrawbacksofenergydetectorsthatmightdiminishtheirsimplicityinimplementation.First,athresholdusedforprimaryuserdetectionishighlysusceptibletounknownorchangingnoiselevels.Evenifthethresholdwouldbesetadaptively,preseneeofanyin-bandinterfereneewouldconfusetheenergydetector.Furthermore,infrequencyselectivefadingitisnotclearhowtosetthethresholdwithrespecttochannelnotches.Second,energydetectordoesnotdifferentiatebetweenmodulatedsignals,noiseandinterferenee.Since,itcannotrecognizetheinterferenee,itcannotbenefitfromadaptivesignalprocessingforcancelingtheinterferer.Furthermore,spectrumpolicyforusingthebandisconstrainedonlytoprimaryusers,soacognitiveusershouldtreatnoiseandothersecondaryusersdifferently.Lastly,anenergydetectordoesnotworkforspreadspectrumsignals:directsequeneeandfrequencyhoppingsignals,forwhichmoresophisticatedsignalprocessingalgorithmsneedtobedevised.Ingeneral,wecouldincreasedetectorrobustnessbylookingintoaprimarysignalfootprintsuchasmodulationtype,datarate,orothersignalfeature.能量探测器也有一些缺点，可能削弱它实现简单这个特点。首先，用于主用户检测的阈值很容易受到未知的或变化的噪声电平影响。 即使阈值将被自适应地设置， 任何带内干扰的存在会使能量检测器产生混淆。 此外，在频率选择性衰落的时候， 不清楚如何相对于信道槽口设置阈值。其次，能量检测器不能把调制信号，噪声和干扰区分开来。由于它不能识别干扰，它不能从自适应信号处理中获益用于消除干扰。 此外，对于使用带宽的频谱政策仅仅限于初级用户，所以认知用户应区别对待噪音等二次用户。最后，能量检测器并不用于扩频信号的工作：直接序列和跳频信号，跳频信号是设计出来更复杂的信号处理算法。 大体上，我们可以通过寻找到一个主信号足迹例如调制类型， 数据速率，或其他信号特征量增加检测的稳健性。bifur<?4.lm|)lemenlaHotiotancnere>'detector、+elcbpcriindcgnim

5.CyclostationaryFeatureDetectionModulatedsignalsareingeneralcoupledwithsinewavecarriers,pulsetrains,repeatingspreading,hopingsequences,orcyclicprefixeswhichresultinbuilt-inperiodicity.Eventhoughthedataisastationaryrandomprocess,thesemodulatedsignalsarecharacterizedascyclostationary,sincetheirstatistics,meanandautocorrelation,exhibitperiodicity.Thisperiodicityistypicallyintroducedintentionallyinthesignalformatsothatareceivercanexploititfor:parameterestimationsuchascarrierphase,pulsetiming,ordirectionofarrival.Thiscanthenbeusedfordetectionofarandomsignalwithaparticularmodulationtypeinabackgroundofnoiseandothermodulatedsignals.C.循环平稳特征检测调制信号一般都加上正弦波，脉冲串，重复传播，希望序列，或导致内置的周期性的循环前缀。即使数据是平稳随机过程， 这些调制信号的特征为循环平稳， 因为它们的统制集成电路，均值和自相关，表现出周期性。这个周期典型引入了已经想好的信号格式， 以便接收机可以利用它进行参数估计诸如载波相位， 脉冲定时，或到达的方向。这可以被用于检测在噪声和其它的调制信号背景下、特定调制类型的随机信号。6.Commonanalysisofstationaryrandomsignalsisbasedonautocorrelationfunctionandpowerspectraldensity.Ontheotherhand,cyclostationarysignalsexhibitcorrelationbetweenwidelyseparatedspectralcomponentsduetospectralredundancycausedbyperiodicity.Byanalogywiththedefinitionofconventionalautocorrelation,onecandefinespectralcorrelationfunction(SCF):jf"Ar-miT*wherefinitetimeFouriertransformisgivenby:t-rnSpectralcorrelationfunctionisalsotermedascyclicspectrum.UnlikePSDwhichisreal-valuedonedimensionaltransform,theSCFistwodimensionaltransform,ingeneralcomplex-valuedandtheparameteraiscalledcyclefrequency.Powerspectraldensityisaspecialcaseofaspectralcorrelationfunctionfora=0.平稳随机信号的通用分析是基于自相关函数和功率谱密度。 另一方面，由于周期性致使的频谱冗余，广泛分离的光谱分量之间循环平稳信号表现出相关性。 用类似于传统的自相关的定义，可以定义谱相关函数