認(rèn)知無線電中基于欠采樣的寬帶頻譜感知關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展使其已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊徊糠?。無線通信速率的快速增長是以更多頻譜資源的消耗為基礎(chǔ)的，而傳統(tǒng)無線頻譜管理基于固定分配，造成了人為的頻譜資源危機(jī)，極大地限制了新型無線應(yīng)用的發(fā)展。認(rèn)知無線電技術(shù)允許非授權(quán)用戶（Secondary User）感知授權(quán)用戶（Primary User）的頻譜使用情況，動(dòng)態(tài)接入共享空閑頻譜資源，能夠有效地提高頻譜利用率，解決頻譜稀缺問題。頻譜感知技術(shù)是認(rèn)知無線電的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)頻

2、譜共享的第一步，具有重要的研究意義。未來無線通信的寬帶化對寬帶頻譜感知技術(shù)提出了迫切的需求，而傳統(tǒng)基于采樣定理的寬帶頻譜感知對采樣率的要求遠(yuǎn)超出現(xiàn)有ADC的采樣能力，極大的限制了寬帶頻譜感知的發(fā)展。本文研究基于欠采樣的寬帶頻譜感知技術(shù)，有效的降低寬帶頻譜感知對采樣率的要求。
　　本文首先對認(rèn)知無線電中寬帶頻譜感知技術(shù)研究的背景、現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，從奈奎斯特速率感知(Nyquist)和欠采樣感知(Sub-Nyquist)兩個(gè)方面

3、詳細(xì)討論和分析了寬帶頻譜感知的相關(guān)研究工作。
　　本文針對當(dāng)前基于Nyquist采樣率的寬帶頻譜感知算法對ADC采樣率要求過高而基于Sub-Nyquist采樣的壓縮感知技術(shù)算法復(fù)雜，對設(shè)備同步要求高等問題，提出了基于欠采樣的陣列化多速率寬帶頻譜感知方法SWSS。SWSS采用多個(gè)分支以不同的采樣率對寬帶信號進(jìn)行采樣，然后基于中國剩余定理對多個(gè)采樣分支的欠采樣信號進(jìn)行解混疊，重構(gòu)頻譜，實(shí)現(xiàn)了寬帶頻譜的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確感知。MATLAB仿真表明

4、，SWSS系統(tǒng)能夠有效降低寬帶頻譜感知對ADC采樣率的要求以及系統(tǒng)的復(fù)雜度，具有良好的擴(kuò)展性。
　　針對環(huán)境中電磁環(huán)境動(dòng)態(tài)變化影響感知精度的問題，提出了基于采樣率和檢測分辨率調(diào)整的自適應(yīng)欠采樣寬帶頻譜感知方法ASWSS?；趯拵ьl譜感知的實(shí)際情況，分別針對檢測信號信噪比變化和頻譜占用率變化兩種情況，提出了相應(yīng)的自適應(yīng)策略，促使系統(tǒng)能夠自動(dòng)根據(jù)當(dāng)前環(huán)境狀況調(diào)整系統(tǒng)的感知分支數(shù)、采樣率、檢測分辨率。MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)表明ASWSS能