面向壓縮感知的寬帶頻譜檢測技術.pdf

1、認知無線電是下一代無線通信網絡發(fā)展中的關鍵技術，它能夠感知周圍環(huán)境，自適應地接入頻譜，有效地從提高頻譜資源利用率的角度來解決目前頻譜資源緊缺的問題。頻譜感知技術是認知無線電發(fā)展的重要基礎，也是近年來的研究重點。
　　本文研究的主要內容是面向壓縮感知的寬帶頻譜檢測技術，首先對壓縮感知的恢復算法進行了研究和改進，然后根據寬帶頻譜檢測的特點將壓縮感知理論運用到其中，并對協(xié)作寬帶頻譜檢測的數據融合算法進行了分析和研究。具體工作如下：

2、>　　首先，介紹了頻譜感知技術的研究背景及現(xiàn)狀，給出了頻譜感知的模型、性能指標和常用方法，采用能量檢測算法進行仿真，指出了單用戶檢測存在的問題。然后給出了多用戶協(xié)作頻譜檢測的模型、融合準則，對多用戶協(xié)作檢測中的軟融合和硬融合方式進行了仿真分析。
　　其次，從信號的稀疏表示、編碼測量和信號重構這三個方面對壓縮感知理論進行了介紹，重點研究了壓縮感知恢復算法。SL0算法恢復速度較快，但存在收斂速度慢和精度不高的缺點，文中給出了改進算法M

3、SL0。首先將原方法中的標準高斯函數替換成擬合度更好的近似雙曲正切函數，采用最速下降法獲得初始點，然后用牛頓法進行搜索。仿真結果表明，與原算法相比，改進算法具有更快的收斂速度和更高的重構精度。IHT算法初始點的選取對重構精度影響較大，為了克服IHT存在的問題，在原IHT中引入回溯，優(yōu)化了IHT算法每次迭代中支撐集的選擇,減少某些原子被反復選擇和丟棄的情況，而且融合了NSL0的思想，在每步迭代時進行沿牛頓方向搜索，確保每次找到的都是最優(yōu)解

4、，通過仿真分析可以看出，改進方法的重構精度有較大提高。
　　本文將典型的壓縮感知重構算法運用到認知無線電寬帶頻譜檢測中，實現(xiàn)了面向壓縮感知的寬帶頻譜檢測技術。通過分析基于能量的協(xié)作頻譜檢測的融合過程可知，原始的方法是將所有的CR用戶都參與融合，然而在實際的無線通信環(huán)境中，并不是所有CR用戶的信道狀況都很好，對于這部分信道狀況不好的CR用戶來說，它們參與融合并不會帶來整體檢測準確性的提升。本文采用自適應的方式選擇用戶參與融合，并將參