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《基于隨機(jī)矩陣?yán)碚摰膮f(xié)作頻譜感知》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于隨機(jī)矩陣?yán)碚摰膮f(xié)作頻譜感知摘要本文提出了一種基于隨機(jī)矩陣?yán)碚摰膮f(xié)作頻譜感知算法，這個算法既適用于AWGN,也適用于衰落信道。不像先前的研宄工作，新算法并不需要噪聲統(tǒng)計(jì)和方差，并且與隨機(jī)矩陣的最大和最小特征值有關(guān)。值得注意的是，仿真結(jié)果表明，新算法方便隨時間變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其性能明顯優(yōu)于典型的能量檢測算法。從美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）頻譜政策專責(zé)小組［1］的報告中顯示，無論是由于稀疏用戶訪問還是系統(tǒng)的固有缺陷，A前移動通信系統(tǒng)并沒有充分利用可用的頻譜，這己經(jīng)成為共識?？梢灶A(yù)見，未來的系統(tǒng)將能夠有機(jī)會利用這
2、些頻譜,通過認(rèn)知環(huán)境的能力的和關(guān)知識，以適應(yīng)和應(yīng)的無線電參數(shù)［21。由于微電子和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最新進(jìn)展，這種無線電的時代己經(jīng)不遠(yuǎn)，其中最重要的是開發(fā)出很好的感知技術(shù)。用最通俗的話來說，頻譜檢測手段是在一個給定的有噪聲的頻段下尋找頻帶中的信號在（也可能包括進(jìn)行分類的信號）。這個問題以前得到廣泛的研究，如今由于認(rèn)知無線電研宄的部分原因重獲關(guān)注。為此，有兒個經(jīng)典的技術(shù)，如能量檢測（ED）（文獻(xiàn)［3］-［5］）,匹配濾波器（文獻(xiàn)［6］）和循環(huán)平穩(wěn)特征檢測（文獻(xiàn)這些技術(shù)有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，而II都是適合于非常特殊的應(yīng)用場合。
3、然而，從認(rèn)知無線電的角度來看，頻譜感知有非常嚴(yán)格的要求和限制的問題，例如：?沒有信號結(jié)構(gòu)的先驗(yàn)知識（統(tǒng)計(jì)、噪音方差值，等等）；?在最短的時間內(nèi)的信號檢測；需要具有在嚴(yán)重袞落信道的環(huán)境下可靠檢測的能力。Cabric等人的工作［7］、Akyildiz等人的工作［1G］、和Haykin［u］提供丫從認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的角度對這些經(jīng)典技術(shù)進(jìn)行了匯總。從這些工作中可以清楚的看到，任何方法都不可能完全應(yīng)付認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的所有需求。在簡單的AWGN（加性高斯白噪聲）信道中，經(jīng)典的方法效果非常好。然而，在快衰落的情況下，這些技術(shù)無法提
4、供滿意的解決方案，尤其是隱藏節(jié)點(diǎn)問題［12］。為此，［13］-［16］幾部文獻(xiàn)已經(jīng)研究認(rèn)知無線電的協(xié)作頻譜感知的情況。這些工作的目的是通過增加額外的冗余感知方法降低錯誤概率。他們還旨在通過減少收集的樣本數(shù)量，來使用并行測量裝罝估計(jì)次數(shù)。不過，即使人們可以高效的利用空間維度，這些工作也都是是基于相同的基木技術(shù)，都需要一個信號的先驗(yàn)信息。在這項(xiàng)工作中，我們引入一個不需要先驗(yàn)信息的頻譜感知方法。這種方法依賴于多個接收器采用隨機(jī)矩陣?yán)碚摚≧MT）對接收到的信號進(jìn)行結(jié)構(gòu)推斷。基于隨機(jī)矩陣?yán)碚摰膮f(xié)作頻譜感知摘要本文提出了
5、一種基于隨機(jī)矩陣?yán)碚摰膮f(xié)作頻譜感知算法，這個算法既適用于AWGN,也適用于衰落信道。不像先前的研宄工作，新算法并不需要噪聲統(tǒng)計(jì)和方差，并且與隨機(jī)矩陣的最大和最小特征值有關(guān)。值得注意的是，仿真結(jié)果表明，新算法方便隨時間變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其性能明顯優(yōu)于典型的能量檢測算法。從美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）頻譜政策專責(zé)小組［1］的報告中顯示，無論是由于稀疏用戶訪問還是系統(tǒng)的固有缺陷，A前移動通信系統(tǒng)并沒有充分利用可用的頻譜，這己經(jīng)成為共識。可以預(yù)見，未來的系統(tǒng)將能夠有機(jī)會利用這些頻譜,通過認(rèn)知環(huán)境的能力的和關(guān)知識，以適應(yīng)
6、和應(yīng)的無線電參數(shù)［21。由于微電子和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最新進(jìn)展，這種無線電的時代己經(jīng)不遠(yuǎn)，其中最重要的是開發(fā)出很好的感知技術(shù)。用最通俗的話來說，頻譜檢測手段是在一個給定的有噪聲的頻段下尋找頻帶中的信號在（也可能包括進(jìn)行分類的信號）。這個問題以前得到廣泛的研究，如今由于認(rèn)知無線電研宄的部分原因重獲關(guān)注。為此，有兒個經(jīng)典的技術(shù)，如能量檢測（ED）（文獻(xiàn)［3］-［5］）,匹配濾波器（文獻(xiàn)［6］）和循環(huán)平穩(wěn)特征檢測（文獻(xiàn)這些技術(shù)有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，而II都是適合于非常特殊的應(yīng)用場合。然而，從認(rèn)知無線電的角度來看，頻譜感知有非常
7、嚴(yán)格的要求和限制的問題，例如：?沒有信號結(jié)構(gòu)的先驗(yàn)知識（統(tǒng)計(jì)、噪音方差值，等等）；?在最短的時間內(nèi)的信號檢測；需要具有在嚴(yán)重袞落信道的環(huán)境下可靠檢測的能力。Cabric等人的工作［7］、Akyildiz等人的工作［1G］、和Haykin［u］提供丫從認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的角度對這些經(jīng)典技術(shù)進(jìn)行了匯總。從這些工作中可以清楚的看到，任何方法都不可能完全應(yīng)付認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的所有需求。在簡單的AWGN（加性高斯白噪聲）信道中，經(jīng)典的方法效果非常好。然而，在快衰落的情況下，這些技術(shù)無法提供滿意的解決方案，尤其是隱藏節(jié)點(diǎn)問題［12］
8、。為此，［13］-［16］幾部文獻(xiàn)已經(jīng)研究認(rèn)知無線電的協(xié)作頻譜感知的情況。這些工作的目的是通過增加額外的冗余感知方法降低錯誤概率。他們還旨在通過減少收集的樣本數(shù)量，來使用并行測量裝罝估計(jì)次數(shù)。不過，即使人們可以高效的利用空間維度，這些工作也都是是基于相同的基木技術(shù)，都需要一個信號的先驗(yàn)信息。在這項(xiàng)工作中，我們引入一個不需要先驗(yàn)信息的頻譜感知方法。這種方法依賴于多個接收器采用隨機(jī)矩陣?yán)碚摚≧MT）對接
