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(wù)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(fù)用，對頻譜利用的研究較少。認(rèn)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(dāng)前的研究熱點。認(rèn)知無線電技術(shù)允許認(rèn)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(rèn)知無線電中的核心技術(shù)，但是過高的采樣率嚴(yán)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(yīng)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(tuán)公司航天信息應(yīng)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(rèn)知空地網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)。首先研究了認(rèn)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(rèn)知無線電

3、技術(shù)的應(yīng)用，本文提出了基于協(xié)作頻譜感知的認(rèn)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(yīng)的需要，并詳細(xì)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(jìn)行了詳細(xì)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(yīng)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(jī)梯度正交匹