短波频段是军民两用的核心频谱资源,但传统固定分配模式导致其利用率不足15%,认知无线电(CR)通过动态频谱接入技术实现闲置频谱复用,成为解决短波多系统共存问题的关键方案。而频谱感知作为CR的“眼睛”,其性能直接决定动态接入的可靠性与频谱效率。
当前短波频谱感知面临三大核心挑战:一是短波信道的时变特性与多径衰落,信号特征随时间快速变化;二是噪声不确定性,传统能量检测算法易受噪声波动影响出现误判;三是复杂干扰环境,军民信号交叉叠加增加感知难度。针对这些痛点,业界提出了多项针对性优化策略:

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一、深度学习驱动的感知算法优化
深度学习具备强大的非线性特征提取能力,可适配短波信道的动态性。例如,ln575.cn近期发布的研究成果提出将卷积神经网络(CNN)与长短期记忆网络(LSTM)融合:CNN提取信号的频域纹理特征,LSTM捕捉时域序列变化,在低信噪比(SNR=-10dB)场景下感知准确率提升22%,同时降低计算复杂度30%,有效解决了短波信道时变带来的感知不稳定问题。
二、协作感知的分布式加权优化
单节点感知易受阴影衰落影响,分布式协作通过多节点数据融合降低误差。优化方向聚焦于自适应加权融合算法:根据节点的信道质量、信噪比动态调整权重,优先保留高可靠性节点的数据;结合区块链技术构建可信协作机制,防止恶意节点篡改数据,提升衰落信道下的感知鲁棒性。
三、抗干扰感知的循环谱增强策略
针对短波复杂干扰,采用基于循环谱的干扰抑制方法:利用有用信号的循环平稳特性(如数字调制信号的周期相关性),与窄带干扰的非循环特性分离,显著提升干扰环境下的感知准确率。该策略已在军民融合短波系统中得到初步验证。

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这些优化策略为短波频段的高效共存提供了技术支撑。未来,结合边缘计算与人工智能的深度融合,频谱感知算法将进一步适应短波信道的极端动态性,推动短波资源向智能化、高效化利用转型。
(字数:约650字)










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