噪声功率不确定模型下基于CFAR准则的能量检测门限优化算法

孙有铭; 王金龙; 张剑; 胡小峰; 刘洛琨

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DOI:10.15961/j.jsuese.2014.06.019

工程科学与技术:2014,46(6):122-127

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噪声功率不确定模型下基于CFAR准则的能量检测门限优化算法

孙有铭^1,2, 王金龙¹, 张剑², 胡小峰³, 刘洛琨²

(1.解放军理工大学通信工程学院;2.解放军信息工程大学信息系统工程学院;3.重庆邮电大学个人通信研究所)

ACFAR-basedThresholdOptimizationAlgorithmforEnergyDetection UnderNoisePowerUncertainty

Sun Youming^1,2, Wang Jinlong¹, Zhang Jian², Hu Xiaofeng³, Liu Luokun²

(1.Inst.ofCommunicationsEng.,PLAUniv.ofSci. & Technol.;2.Inst.ofInfo.SystemEng.,PLA Info.Eng.Univ.;3.Inst.ofPersonalCommunications,ChongqingUniv.ofPostsandTelecommunications)

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投稿时间：2014-04-09 修订日期：2014-09-12

中文摘要: 针对频谱感知中能量检测器在噪声功率不确定模型下存在门限失配问题，提出一种基于CFAR准则的能量检测门限优化算法(TO-ED)，证明存在唯一最优的修正因子可以优化稳健统计方案(RSA)的判决门限；基于RSA的平均虚警概率是关于修正因子的单调函数，利用牛顿二分法实现最优修正因子的快速迭代求解并修正RSA的判决门限。仿真表明：TO-ED算法满足CFAR意义下最优，其理论性能和仿真结果一致；实现鲁棒检测所需信噪比比RSA更低。

中文关键词: 能量检测噪声功率不确定门限优化恒虚警率(CFAR) 稳健统计方案(RSA)

Abstract:Threshold mismatch of energy detection (ED) under noise power uncertainty (NPU) model was investigated. A threshold optimization algorithm of ED (TO-ED) was proposed based on constant false alarm ratio (CFAR) criterion. Firstly, for optimizing the threshold of robust statistics approach (RSA) under the condition of CFAR, the unique existence of optimal modified factor was proved. Secondly, since the average false alarm probability of RSA is a monotonic function of modified factor, Newton dichotomy was applied to quick search of this optimal factor. Simulations showed that the performance of TO-ED is consistent with theoretical analysis and its robust detection is realized with a lower signal-to-noise ratio(SNR) comparing with RSA.

keywords: energydetection(ED) noisepoweruncertainty(NPU) thresholdoptimization constantfalsealarmratio(CFAR) robuststatisticsapproach(RSA)

文章编号：201400373 中图分类号： 文献标志码：

基金项目:国家自然科学基金资助项目(61172062;60932002)；江苏省自然科学基金资助项目(SBK201122196)

作者	单位
孙有铭	解放军理工大学通信工程学院；解放军信息工程大学信息系统工程学院
王金龙	解放军理工大学通信工程学院
张剑	解放军信息工程大学信息系统工程学院
胡小峰	重庆邮电大学个人通信研究所
刘洛琨	解放军信息工程大学信息系统工程学院

Author Name	Affiliation
Sun Youming	Inst.ofCommunicationsEng.,PLAUniv.ofSci. & Technol.；Inst.ofInfo.SystemEng.,PLA Info.Eng.Univ.
Wang Jinlong	Inst.ofCommunicationsEng.,PLAUniv.ofSci. & Technol.
Zhang Jian	Inst.ofInfo.SystemEng.,PLA Info.Eng.Univ.
Hu Xiaofeng	Inst.ofPersonalCommunications,ChongqingUniv.ofPostsandTelecommunications
Liu Luokun	Inst.ofInfo.SystemEng.,PLA Info.Eng.Univ.

作者简介:
引用文本：
孙有铭,王金龙,张剑,胡小峰,刘洛琨.噪声功率不确定模型下基于CFAR准则的能量检测门限优化算法[J].工程科学与技术,2014,46(6):122-127.
Sun Youming,Wang Jinlong,Zhang Jian,Hu Xiaofeng,Liu Luokun.ACFAR-basedThresholdOptimizationAlgorithmforEnergyDetection UnderNoisePowerUncertainty[J].Advanced Engineering Sciences,2014,46(6):122-127.