空地一體化網(wǎng)絡(luò)頻譜感知技術(shù)研究.pdf

1、隨著多媒體業(yè)務和高通量衛(wèi)星技術(shù)的飛速發(fā)展，衛(wèi)星寬帶無線接入的需求正在急劇增長，目前衛(wèi)星通信普遍采用時分復用，對頻譜利用的研究較少。認知無線電(CR)技術(shù)可以有效地提高異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜利用率。但是如何在多個地面無線網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的混合網(wǎng)絡(luò)中利用這一技術(shù)提高這類網(wǎng)絡(luò)的頻譜利用率是當前的研究熱點。認知無線電技術(shù)允許認知用戶和授權(quán)用戶在同一頻譜內(nèi)共存而不影響授權(quán)用戶的正常通信。頻譜感知技術(shù)是認知無線電中的核心技術(shù)，但是過高的采樣率嚴重制約了

2、傳統(tǒng)寬帶頻譜感知技術(shù)的發(fā)展。壓縮感知能夠克服傳統(tǒng)寬帶頻譜感知對信號的采樣速率必須滿足奈奎斯特抽樣定理，同時也是應用于空地一體化網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)。論文的研究工作得到了中國電子科技集團公司航天信息應用技術(shù)重點實驗室開放基金項目的支持。
　　針對上述熱點問題，論文的主要工作如下:
　　(1)提出了基于協(xié)作頻譜感知的認知空地網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)。首先研究了認知衛(wèi)星動態(tài)接入空閑衛(wèi)星授權(quán)頻段以及地面授權(quán)頻段的可行模式。針對未來寬帶衛(wèi)星中認知無線電

3、技術(shù)的應用，本文提出了基于協(xié)作頻譜感知的認知空地網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)，使多個節(jié)點能夠公平地接入衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，同時滿足了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間快速接入響應的需要，并詳細分析了該架構(gòu)的協(xié)作頻譜感知運行模式以及功能框架，最后對多天線CR節(jié)點協(xié)作感知模型的性能進行了詳細的分析。
　　(2)提出了基于SGOMP的寬帶壓縮感知算法。針對正交匹配追蹤(OMP)算法測量過程容易受到噪聲干擾以及在實際應用中原始信號稀疏度可能不可用的問題，本文提出了一種稱為隨機梯度正交匹