基于ieee802.22標(biāo)準(zhǔn)的頻譜壓縮感知算法研究

1、分類號(hào)! 盥窆2 窆1 5重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文英文題目一T h e R e s e a r c ho fS p e c t r u m C o m p r e s s i v eS e n s i n gA l g o r i t h m B a s e d o n t h e I E E E 8 0 2 ．2 2S t a n d a r d碩士研究生 墮莖疊指導(dǎo)教師 周韭 割趲學(xué)科專業(yè) 通焦魚(yú)焦! 魚(yú)丞綾論文提交日期 2 0 1

2、 3 ．6 ．6 論文答辯日期 2 0 1 3 ．6 ．5學(xué)校盲審答辯委員會(huì)主席 林金朝教授重慶郵電大學(xué)2 0 1 3 年6 月6 日摘要摘 要隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線電頻譜資源貧乏問(wèn)題日益嚴(yán)重。而在已經(jīng)分配的頻譜資源中，授權(quán)頻段并在大部分時(shí)間均處于空閑狀態(tài)，頻譜利用率很低。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的提出，有效地解決了這一問(wèn)題。頻譜感知作為認(rèn)知無(wú)線電中的關(guān)鍵技術(shù)之一，能通過(guò)感知周圍的無(wú)線電環(huán)境來(lái)查找可用于通信的頻譜空洞。對(duì)于寬帶信號(hào)，傳統(tǒng)的頻

3、譜感知算法將會(huì)浪費(fèi)大量的計(jì)算資源。如果寬帶信號(hào)具有某種稀疏特性，則可利用壓縮感知技術(shù)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行頻譜感知等相關(guān)處理。I E E E8 0 2 ．2 2 是第一個(gè)基于認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)頻譜感知性能指標(biāo)做出了具體的規(guī)定?；谠摌?biāo)準(zhǔn)的W R A N 網(wǎng)絡(luò)中存在數(shù)字電視信號(hào)和無(wú)線麥克風(fēng)信號(hào)兩種授權(quán)用戶信號(hào)，而無(wú)線麥克風(fēng)信號(hào)帶寬相對(duì)于數(shù)字點(diǎn)數(shù)信號(hào)帶寬而言，顯示出很好的稀疏性。首先，本文簡(jiǎn)單介紹了單用戶頻譜感知算法和協(xié)作頻譜感知算法等傳統(tǒng)算法

4、，并分析了這些算法的優(yōu)、缺點(diǎn)；其次，本文研究了S i l e n t 、S o f tS p e a k e r 、L o u d S p e a k e r三種模式下無(wú)線麥克風(fēng)信號(hào)的功率譜密度特性，分析無(wú)線麥克風(fēng)信號(hào)的稀疏特性和在加性高斯白噪聲信道和平坦瑞利衰落信道下的傳播特性；在此基礎(chǔ)上，分析了M M E 算法、E M E 算法和基于頻譜相關(guān)的頻譜感知算法等傳統(tǒng)算法相應(yīng)的無(wú)線麥克風(fēng)信號(hào)感知性能；最后，本文從稀疏信號(hào)的頻譜重構(gòu)精度、算

5、法運(yùn)行效率等方面重點(diǎn)分析了快速傅里葉采樣算法，并研究該算法對(duì)無(wú)線麥克風(fēng)信號(hào)的頻譜感知性能。對(duì)于快速傅里葉采樣算法，本文從算法架構(gòu)出發(fā)，分別分析了頻率分離、比特測(cè)試和系數(shù)估計(jì)這三個(gè)主要階段的理論依據(jù)和相應(yīng)的性能，并研究快速傅里葉采樣算法主要參數(shù)在不同配置情況下對(duì)無(wú)線麥克風(fēng)信號(hào)的頻譜感知性能影響；通過(guò)仿真分析可得，快速傅里葉采樣算法在I E E E 8 0 2 ．2 2 標(biāo)準(zhǔn)下的頻譜感知性能滿足該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)頻譜感知的性能要求。除此之外，通過(guò)算法