面向壓縮感知的寬帶頻譜檢測技術(shù).pdf

1、認(rèn)知無線電是下一代無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)，它能夠感知周圍環(huán)境，自適應(yīng)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(shù)是認(rèn)知無線電發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是近年來的研究重點(diǎn)。
　　本文研究的主要內(nèi)容是面向壓縮感知的寬帶頻譜檢測技術(shù)，首先對(duì)壓縮感知的恢復(fù)算法進(jìn)行了研究和改進(jìn)，然后根據(jù)寬帶頻譜檢測的特點(diǎn)將壓縮感知理論運(yùn)用到其中，并對(duì)協(xié)作寬帶頻譜檢測的數(shù)據(jù)融合算法進(jìn)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(shù)的研究背景及現(xiàn)狀，給出了頻譜感知的模型、性能指標(biāo)和常用方法，采用能量檢測算法進(jìn)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(zhǔn)則，對(duì)多用戶協(xié)作檢測中的軟融合和硬融合方式進(jìn)行了仿真分析。
　　其次，從信號(hào)的稀疏表示、編碼測量和信號(hào)重構(gòu)這三個(gè)方面對(duì)壓縮感知理論進(jìn)行了介紹，重點(diǎn)研究了壓縮感知恢復(fù)算法。SL0算法恢復(fù)速度較快，但存在收斂速度慢和精度不高的缺點(diǎn)，文中給出了改進(jìn)算法M

3、SL0。首先將原方法中的標(biāo)準(zhǔn)高斯函數(shù)替換成擬合度更好的近似雙曲正切函數(shù)，采用最速下降法獲得初始點(diǎn)，然后用牛頓法進(jìn)行搜索。仿真結(jié)果表明，與原算法相比，改進(jìn)算法具有更快的收斂速度和更高的重構(gòu)精度。IHT算法初始點(diǎn)的選取對(duì)重構(gòu)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(fù)選擇和丟棄的情況，而且融合了NSL0的思想，在每步迭代時(shí)進(jìn)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(jìn)方法的重構(gòu)精度有較大提高。
　　本文將典型的壓縮感知重構(gòu)算法運(yùn)用到認(rèn)知無線電寬帶頻譜檢測中，實(shí)現(xiàn)了面向壓縮感知的寬帶頻譜檢測技術(shù)。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(shí)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(duì)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(huì)帶來整體檢測準(zhǔn)確性的提升。本文采用自適應(yīng)的方式選擇用戶參與融合，并將參