基于壓縮感知的認(rèn)知無(wú)線電頻譜檢測(cè)研究.pdf

1、無(wú)線電頻譜是一種寶貴的不可再生資源，在我國(guó)主要由國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)統(tǒng)一授權(quán)使用。這種授權(quán)式的頻譜分配方式可以避免各系統(tǒng)間的干擾，但由于各系統(tǒng)間頻譜使用的不完全性，很容易造成頻譜浪費(fèi)。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)正是基于以上考慮而提出的，它能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜動(dòng)態(tài)分配，有效緩解當(dāng)前頻譜資源緊張的問(wèn)題。在認(rèn)知無(wú)線電中，認(rèn)知用戶采用頻譜檢測(cè)技術(shù)在授權(quán)信道內(nèi)搜尋“頻譜空洞”進(jìn)行通信，可見(jiàn)頻譜檢測(cè)技術(shù)是保證認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。
　　在寬帶頻譜感知中，傳統(tǒng)

2、方案都受限于A/D采樣率的限制，每個(gè)感知前端只能在較窄的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)，這很大程度上影響了寬帶頻譜檢測(cè)的性能。而近些年提出的壓縮感知技術(shù)可以有效解決這一問(wèn)題。壓縮感知技術(shù)的前提是信號(hào)是可壓縮的或在某個(gè)變換基下是稀疏的，而頻譜資源天然的頻域稀疏性正好滿足此條件。因此可以將壓縮感知技術(shù)與頻譜檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合來(lái)提高頻譜檢測(cè)的效率。
　　本文主要對(duì)基于壓縮感知的認(rèn)知無(wú)線電頻譜檢測(cè)進(jìn)行研究。首先，通過(guò)離散傅里葉變換，將原始時(shí)域信號(hào)投影到頻

3、域，使信號(hào)在頻域具有稀疏性;然后通過(guò)高斯隨機(jī)矩陣對(duì)得到的稀疏信號(hào)進(jìn)行觀測(cè);最后，認(rèn)知用戶采用BP、MP、OMP、CoSaMP、ICoSaMP算法進(jìn)行重構(gòu)，采用能量檢測(cè)法進(jìn)行頻譜檢測(cè)。
　　仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在無(wú)噪、有噪環(huán)境下，ICoSaMP算法都能準(zhǔn)確的恢復(fù)出原始信號(hào)，與其他幾種常規(guī)恢復(fù)算法相比，ICoSaMP也能得到較為理想的重構(gòu)誤差。在頻譜檢測(cè)方面，ICoSaMP算法能夠在算法復(fù)雜度和檢測(cè)概率之間取得較為理想的折中。與MP、O