我校电子信息工程学院胡国兵教授团队在无线通信领域顶级期刊《IEEE Transactions on Cognitive Communications and Networking》(IEEE TCCN,中科院一区)上发表题为《Spectrum Sensing Based on Graph Fourier Transform Using Laplacian Matrix and Vertex Probability Vector》的学术论文。
在当前的认知无线电网络中,频谱感知是实现频谱资源高效利用的关键技术之一。传统基于量化图变换的频谱感知算法虽然能够利用图拓扑特性,但在低信噪比、存在干扰信号以及衰落信道等复杂场景中,往往难以达到理想的检测效果,原因在于现有算法未能充分考虑信号的统计特征。针对这一问题,本文创新性地提出了一种基于图傅里叶变换(GFT)的频谱感知算法。该算法通过将功率谱的块最大值和最小值之和转换为简单无向图,定义其顶点概率向量为图信号,而后利用图拉普拉斯矩阵的特征向量构建特征矩阵,并通过矩阵运算以获得图信号的GFT,最后计算GFT的加权能量作为检测统计量。文中引入超优序,从理论上证明不同假设下统计量之间的大小关系,并推导了检测门限、检测概率的理论表达式,并通过仿真验证算法的有效性与优越性。
图1 与现有算法的检测性能对比
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