認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中基于壓縮感知的寬帶頻譜感知技術(shù)研究.pdf

1、隨著寬帶無線通信業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，頻譜資源的供需矛盾日益突出。頻譜感知技術(shù)是實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無線電系統(tǒng)的先決條件，對(duì)于提高頻譜資源利用率，保護(hù)授權(quán)用戶免受干擾具有重要意義。
　　由于傳統(tǒng)窄帶頻譜感知方案受限于A/D采樣率，每個(gè)射頻前端只能在較窄頻帶范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)，導(dǎo)致較大的時(shí)延和不確定性，亟需進(jìn)行寬帶頻譜感知。但是，由于認(rèn)知用戶以奈奎斯特采樣速率對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行處理，使寬帶頻譜感知對(duì)射頻前端采樣速率要求過高，增大了感知復(fù)雜度。為此，通過引入壓

2、縮感知技術(shù)進(jìn)行寬帶頻譜感知，大大減少了采樣點(diǎn)數(shù)目、數(shù)據(jù)處理量與檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)，降低了對(duì)硬件設(shè)備的要求。
　　考慮到低信噪比下檢測(cè)概率過低以及壓縮系數(shù)不確定性的影響，提出一種基于壓縮感知的自適應(yīng)寬帶頻譜感知算法。根據(jù)信噪比自適應(yīng)地選擇最優(yōu)壓縮系數(shù)以獲取主用戶信息，在SNR很低時(shí)，選擇較大的壓縮系數(shù)以保證頻譜感知的準(zhǔn)確性。當(dāng)SNR很高時(shí)，在不影響檢測(cè)準(zhǔn)確性的前提下，自適應(yīng)地減小壓縮系數(shù)以動(dòng)態(tài)縮短檢測(cè)執(zhí)行時(shí)間，提高了頻譜感知的效率。采用基追蹤

3、算法進(jìn)行信號(hào)重構(gòu)，由于在低Nyquist采樣速率下的功率譜密度估計(jì)優(yōu)先于信號(hào)重構(gòu)，能夠在保證準(zhǔn)確性的前提下實(shí)現(xiàn)快速可靠的頻譜感知。仿真結(jié)果表明本文算法降低了壓縮系數(shù)不確定性的影響，在低信噪比和衰落信道下達(dá)到了準(zhǔn)確性和檢測(cè)開銷的合理折中。
　　然而，復(fù)雜多變的無線傳播環(huán)境中存在諸如衰落、陰影、多徑等不利因素，導(dǎo)致單節(jié)點(diǎn)頻譜感知性能明顯下降。為此，提出一種基于簇的寬帶協(xié)作壓縮頻譜感知算法。通過利用用戶空間位置的差異性，分別基于決策融合