寬帶認(rèn)知無線電中壓縮頻譜感知技術(shù)研究

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1、西安電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文寬帶認(rèn)知無線電中壓縮頻譜感知技術(shù)研究姓名：張正浩申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)指導(dǎo)教師：裴昌幸201109 、●摘要寬帶認(rèn)知無線電能在寬頻帶內(nèi)尋找可用的頻譜資源，因而認(rèn)知無線電用戶能獲得更多的通信機會。然而，由于寬帶頻譜感知需要在極短的時間內(nèi)完成對寬帶信號帶認(rèn)知無線電中，由于主用戶通常不會在同一時間占用整個寬頻帶，因而主用戶信號在頻域上具有稀疏性，可以采用壓縮感知技術(shù)進行寬帶頻譜感知。然而，壓縮感知對噪聲比較敏感。當(dāng)壓縮采樣信號的信噪比下降時，會導(dǎo)致壓縮頻譜信號重構(gòu)的失敗，進而導(dǎo)致得

2、到錯誤的頻譜感知結(jié)果。由于錯誤的頻譜感知結(jié)果會造成對主用戶的嚴(yán)重干擾，因而提高壓縮頻譜感知的抗噪性尤為重要。另一方面，壓縮頻譜感知的性能還與頻譜的稀疏度有關(guān)，一旦主用戶占用大多數(shù)頻帶，頻譜將失去稀疏性，從而導(dǎo)致壓縮頻譜感知失敗，進而可能產(chǎn)生對主用戶的嚴(yán)重干擾。因此，檢測出頻譜的非稀疏性對保護主用戶尤為關(guān)鍵?；谏鲜龃嬖诘膯栴}，本文研究了在同構(gòu)寬帶認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)和異構(gòu)寬帶認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中，如何通過多用戶的協(xié)作聯(lián)合壓縮感知提高頻譜感知的性能。進一步，本文在多用戶聯(lián)合重構(gòu)頻譜信號的基礎(chǔ)上，提出了一套頻譜非稀疏性檢測方案?；?/p>

3、壓縮感知技術(shù)的寬帶頻譜感知是當(dāng)前寬帶認(rèn)知無線電技術(shù)研究中的前沿課題，本文所取得的創(chuàng)新性、前沿性的研究成果，可以簡要列舉如下：針對同構(gòu)寬帶認(rèn)知無線電中壓縮頻譜感知在低信噪比環(huán)境下頻譜檢測性能下降的帶認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)是指所有認(rèn)知無線電用戶受到同一主用戶的頻譜活動的影響?，F(xiàn)有的多用戶協(xié)作感知直接將各個認(rèn)知用戶對寬帶接收信號的壓縮采樣結(jié)果進行融合。而這一類直接融合頻譜壓縮采樣結(jié)果的協(xié)作算法會使處于低信噪比的認(rèn)知用戶的協(xié)作信正態(tài)分布概率模型來表示壓縮頻譜信號的重構(gòu)。不同于直接以壓縮采樣數(shù)據(jù)作為協(xié)作出概率模型參數(shù)作為協(xié)作信息進行協(xié)作

4、頻譜感知。進一步，相鄰的認(rèn)知無線電用戶所感知到的頻譜具有很強的空間相關(guān)性。同時，主用戶一般不會在同一時間改變所有子信道的忙閑狀態(tài)。因此，同一認(rèn)知無線電用戶前后兩次感知到的頻譜還具有時間相關(guān)式空時協(xié)作算法，不需要中心基站對協(xié)作信息進行融合。仿真結(jié)果表明，與當(dāng)前基于 ???????????基追蹤??和正交匹配追蹤???顧醺兄K惴ㄏ啾齲?鬧興?岢齙腟???算提出一種協(xié)作式頻譜非稀疏保護算法???。相鄰的認(rèn)知無線電用戶所得到的概率模型參數(shù)在一般情況下具有很強的相關(guān)性。然而，當(dāng)主用戶占用大部分頻帶時，頻譜失去稀疏性的時候，各個認(rèn)

5、知無線電的壓縮頻譜信號重構(gòu)將趨向隨機化。因而，相鄰的認(rèn)知無線電用戶所得到的概率模型參數(shù)的相關(guān)性減小。從而可以通過計算相鄰的認(rèn)知無線電用戶所得到的概率模型參數(shù)的相關(guān)性推斷出頻譜稀疏度。仿真結(jié)果表明，使用??時可以大大降低對主用戶的干擾概率，從而證明??算法能提供有效的保護措施。針對在異構(gòu)認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中，如何實現(xiàn)認(rèn)知無線電用戶之間的協(xié)作頻譜感知針對一般的分布式協(xié)作壓縮頻譜感知算法在異構(gòu)寬帶認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中不能般的分布式壓縮頻譜感知算法相比能有效提高認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)整體的頻譜感知性能。 摘要 ????????????????

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