基于壓縮感知的頻譜感知關鍵技術研究.pdf

1、認知無線電技術旨在通過對空閑頻段的及時發(fā)現(xiàn)與高效利用，實現(xiàn)頻譜資源的有序共享，抑制由“獨占”式頻譜分配原則帶來的弊端，緩解頻譜資源需求與儲量間的巨大矛盾。頻譜感知作為認知無線電的核心技術，其主要目的是實時準確地發(fā)現(xiàn)環(huán)境中的“頻譜空穴”。傳統(tǒng)的頻譜感知技術針對的是經過帶通濾波器的窄帶射頻信號，只能對一段單一的頻段實行感知，限制了感知能力，有違認知無線電的初衷，因此近年來寬帶頻譜感知成為了業(yè)界眾多學者關注的焦點。
　　寬帶感知需要對較

2、寬廣的頻段進行感知操作，伴隨而來的是極高的采樣頻率，這成為寬帶感知技術發(fā)展的一大障礙。壓縮感知(CS)巧妙地利用了信號的稀疏性，為降低寬帶信號的采樣率提供了可行途徑，實現(xiàn)寬帶信號的壓縮采樣（Sub-Nyquist Sampling）。針對現(xiàn)有的壓縮采樣技術偏重于理論研究，并對信號的先驗知識有較多的限制與要求，本文對現(xiàn)有的寬帶頻譜感知的壓縮采樣系統(tǒng)提出了改進，本文的主要工作分為以下三點:
　　第一，較系統(tǒng)地研究學習并實現(xiàn)了用于寬帶多

3、頻譜分量頻譜感知的調制寬帶轉換器(MWC)。
　　第二，調制寬帶轉換器是一種可以有效實現(xiàn)寬帶模擬信號壓縮采樣的系統(tǒng)。但該系統(tǒng)實現(xiàn)過程中需大量使用理想低通濾波器，而實際應用中理想低通濾波器是無法實時實現(xiàn)的，使用非理想濾波器會降低系統(tǒng)的信號重構精度，這嚴重限制了MWC系統(tǒng)的實用能力。為此，本文通過推導提出了MWC系統(tǒng)實現(xiàn)理想頻域重構的充分條件，并根據(jù)此條件提出了基于數(shù)字域的修正策略，使得MWC系統(tǒng)即使使用非理想低通濾波器依然可以達到較

4、好的重構效果。計算機仿真實驗的結果驗證了本文的修正策略的有效性。
　　第三，MWC系統(tǒng)雖可以有效地實現(xiàn)寬帶信號的壓縮采樣，但系統(tǒng)對信號模型及信號先驗知識有較高要求，使得其無法適應寬帶頻譜感知的信號環(huán)境。為了使MWC系統(tǒng)能夠滿足寬帶頻譜感知的要求，實現(xiàn)寬帶信號盲壓縮采樣與重構，本文提出了改進的采樣參數(shù)選取策略及自適應的信號重建方法(SASP-MMV)。增強了MWC系統(tǒng)對寬帶感知環(huán)境的適應能力，打破了先驗知識對原系統(tǒng)的束縛，在寬帶頻譜