基于壓縮感知的寬帶頻譜感知方案設(shè)計.pdf

1、認(rèn)知無線電是頻譜資源利用效率低下問題的有效解決方案之一。在該系統(tǒng)中，主用戶可優(yōu)先使用分配好的授權(quán)頻譜進行通信，次用戶則可在不干擾主用戶通信的前提下，動態(tài)地接入并使用主用戶的授權(quán)頻譜。次用戶在接入授權(quán)頻譜之前，需要檢測并估計周圍可以利用的頻譜資源,這是認(rèn)知無線電中的一個重要的問題。在寬帶頻譜感知中，壓縮感知理論利用信號的稀疏性，以遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣速率完成對信號的壓縮采樣，顯著地降低了寬帶頻譜感知高速率采樣所帶來的硬件壓力。本文主要基于壓

2、縮感知對認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知和動態(tài)頻譜接入技術(shù)展開研究，主要對以下兩個方面進行了深入的研究：
　　(1)實際通信中頻譜占用具有一定的稀疏性，根據(jù)頻譜占用的特點，提出了一種基于預(yù)測的差分信號壓縮感知算法，該算法利用信道占用時間上的相關(guān)性，建立了一種信道占用情況的預(yù)測模型，依此模型預(yù)測出信道占用的變化情況；基于預(yù)測結(jié)果，在重構(gòu)信號時可減少頻點的搜索范圍，兩次降低重構(gòu)算法的運算量。仿真結(jié)果表明，在保證感知性能的前提下，新算法可大幅降

3、低迭代次數(shù)，減少算法復(fù)雜度。
　　(2)頻譜預(yù)測技術(shù)可以有效地指導(dǎo)頻譜感知技術(shù)，提高系統(tǒng)的感知效率。本文在分析了相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，提出一種基于支持向量機（Support Vector Machine,SVM）的寬帶頻譜預(yù)測方案。在本方案中，通過學(xué)習(xí)信道的的歷史占用狀態(tài)信息，預(yù)測出在下一個感知周期信道的占用狀態(tài)。該方案充分的利用寬帶無線通信在頻譜上的稀疏性和信道占用情況的時間相關(guān)性，將壓縮感知和支持向量機有效的結(jié)合起來進行頻譜預(yù)測，